이강주 | 한국화학연구원 의약바이오연구본부 선임연구원, kjlee@krict.re.kr 서 론 전통적인 저분자 약물은 일반적으로 특정 표적 단백질에 결합하여, 그 기능을 활성화하거나 저해하는, 이른바 점유기반(occupancy-driven) 기전을 바탕으로 작동한다. 이러한 접근법은 오랜 기간 신약 개발을 주도해 왔으나, 여러 가지 한계점도 드러나고 있다. 낮은 표적 특이성으로 인한 부작용, 장기간 투여 시 발생하는 약물 내성 등이 대표적인 문제로 지적된다. 더욱이 현재까지 알려진 약 3,000여 개의 질병 관련 단백질 가운데 85% 이상은 뚜렷한 약물 결합 포켓을 가지지 않는 비약물성(undruggable) 표적으로, 전통적인 저분자 화합물 모달리티만으로는 신약 개발에 근본적인 제약이 있는 실정이다. 이러한 근본적인 한계를 극복하기 위한 혁신 전략으로, 표적 단백질 분해(targeted protein degradation, TPD)

탁나연, 엄채윤, 김현석* | 충남대학교 화학과 조교수, hyunseok@cnu.ac.kr 서 론 고분자는 반복 단위체인 단량체(monomer)가 공유결합을 통해 연결된 거대 분자이다. 낮은 밀도, 우수한 가공성, 높은 화학적 안정성 등의 특성을 바탕으로 금속이나 세라믹과 같은 기존 소재를 대체하는 기능성 소재로 널리 활용되고 있으며, 현대 사회의 기술 발전과 산업 구조를 지탱하는 중요한 재료로 자리 잡고 있다.[참고문헌 1] 특히 고분자 관련 소재는 최근까지 자동차, 항공우주, 반도체, 에너지 저장 장치, 의료기기 등 다양한 첨단 산업에서 필수적인 역할을 수행하고 있다. 이러한 폭발적인 수요에 맞추어 전 세계 고분자 생산량은 지속적으로 증가하여 현재 연간 약 4억 톤 이상이 생산되고 있으며, 이 중 상당량이 적절히 재활용되지 못한 채 매립되거나 자연환경에 축적되고 있다.[참고문헌 2] 대규모 생산과 사용이 편의성과 동시에 환경적

이재석, 임준형, 박종민* | 강원대학교 화학과 부교수, jpark@kangwon.ac.kr 서 론 “단백질을 막을 것인가, 없앨 것인가” 지난 100여 년간 대부분의 신약은 단백질의 활성 부위 (active site)나 알로스테릭 포켓(allosteric pocket)에 결합 하는 점유 기반(occupancy-driven)의 저분자 화합물을 설계함으로써 개발되어 왔다. 이른바 ‘열쇠와 자물쇠(Lock and Key)’ 모델은 수많은 성공 사례를 만들어냈지만, 동시에 분명한 한계도 드러냈다. 우리 몸의 단백질 대부분은 약물이 결합할 만한 깊은 주머니 구조를 갖고 있지 않기 때문이다. 실제로 암을 유발하는 전사 인자(transcription fac-tors)나 골격 단백질(Scaffold Protein)과 같이 세포 신호 전달을 정밀하게 조절하는 핵심 단백질들 가운데 상당수는 구조적으로 평평하거나 유연한 표면을 가지고 있다. 이러한..

김토은, 김홍기* | 공주대학교 화학과 조교수, hongkikim@kongju.ac.kr 서 론 최근 분자 진단 및 바이오센서 분야에서는 신속성, 고감도, 그리고 분자 수준의 특이성을 동시에 구현할 수 있는 분석 플랫폼에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 기존 진단 기술의 한계를 보완하는 새로운 센싱 전략의 개발이 활발히 이루어지고 있다.[참고문헌 1, 2] 이러한 연구 흐름은 질병 진단에 국한되지 않고 건강관리, 암, 환경 및 식품 안전 분석 등 다양한 분야로 확장되며, 바이오센서 연구 전 반의 기술적 진보를 가속화하고 있다.[참고문헌 3, 4] 크리스퍼(Clustered Regularly Interspaced Short Palin-dromic Repeats, CRISPR) 유전자가위시스템은 특정 염기 서열을 정밀하게 인식할 수 있어 이러한 요구에 부응하는 분자 인식 기술로 주목받고 있다.[참고문헌 5, 6] 특

최준원 | 아주대학교 첨단바이오융합대학 부교수 junwchoi@ajou.ac.kr 지난 수십 년간 신약 개발은 질병의 원인이 되는 단백질의 활성 부위에 결합하여 해당 단백질의 기능을 조절함으로써 질병을 치료하는 ‘점유 기반(occupancy-driven)’ 방식의 약물 발굴이 주를 이루어 왔습니다. 그러나 이러한 전통적인 접근법은 활성 부위가 명확하지 않거나, 결합 부위가 얕은 단백질, 이른바 ‘약물화 불가능(undruggable)’ 표적을 공략하는 데에 근본적인 한계가 있어, 질병 관련 단백질의 약 15%만이 신약 개발의 표적으로 활용되고 있는 실정입니다. 이러한 한계를 극복하고자, 최근 체내의 단백질 분해 시스템(Ubiquitin–Proteasome System, UPS)이나 RNA 분해 기전을 활용하여 질병 원인 단백질을 원천적으로 제거하는 ‘사건 기반(event-driven)’ 방식의 표적 분해 기술(targeted degradation

전한솔, 임도현, 김효연* | 서울시립대학교 융합응용화학과 조교수, xjin@uos.ac.kr 서 론 암모니아는 화학 비료의 핵심적인 원료이며 실제로 생산되는 암모니아의 대부분은 농업 분야에서 직간접적으로 소비된다. 1909년에 이루어진 하버-보슈(Haber-Bosch Process) 합성법의 개발은 암모니아의 대량생산을 가능케 하였으며 이는 인류를 기아에서 해방시킨 중대한 성취로 화학이 인류에 기여한 가장 큰 공헌의 하나로 여겨지고 있다. 그러나 하버-보슈 공정은 에너지 집약적이며 생산 과정에서 온실가스인 이산화탄소를 대량으로 발생시킨다는 문제점을 가지고 있다. 21세기에 들어서며 온실가스 배출량 증가로 인한 이상기후 발생 빈도 증가 및 식량 부족 등 지구온 난화 문제가 대두되며, 각 산업 분야에서 탄소중립 실현을 위한 온실가스 배출량의 감축이 강력히 요구되고 있다. 이에 따라, 하버-보슈 공정을 대체할 친환경적이고 지속 가능한 암모니아