효소의 의료에의 이용

목차

효소의 의료에의 이용
1. 치료용 효소
2. 진단용 효소
3. 국내외 의료효소 특허현황
4. 의료이용 효소의 예

본문내용

시드
L-아미노산, 로이신아미노펩티디아제
알기닌
L-글루타민산
글루티티온, 시스틴
라이신
페닐아라닌
D-아미노산
D-아스파라긴산
모노아민
디아민
tyramine
putrescine
agmatine
폴리아민(스퍼민, 스퍼미딘)
에탄올
수산
글리콜산
NADH, 탈수소효소
효소의 리사이클링 방법도 기존의 효소측정법을 10-1000배 정도의 감도를 향상시킬 수 있는데, 두 가지 효소를 사용하여 피 검체를 리사이클 시키면서 반응산물을 증폭 생산하여 반응감도를 높이는 방법인데, 실용적인 예로는 임신부의 양수 중 phosphatidyl glycrol의 농도는 신생아의 호흡 궁박 증후군의 주요지표이지만 현재까지 효소측정법으로는 양수중 농도가 너무 낮아서 측정하기 어려웠는데, phospholipase D와 glycerokinase로 리사이클링을 시키면서 생성된 고농도의 과산화수소를 발색시킴으로 미량의 검체액(50㎕)으로 15분 이내에 측정이 가능했다.
면역측정용 효소는 면역측정의 항원항체반응을 정량화하는데 필요한 표지로 효소를 사용하여 효소역가를 측정함으로서 항원 또는 항체의 량을 측정하는 방법으로 가장 많이 사용되는 효소로 peroxidase, galactosidase, alkaline phosphatase, glucose oxidase를 사용하고 있고 최근에는 효소의 개발로 대장균유래의 galactosidase의 경우는 0.04amol(amol = 10-18 mol) 극초미량의 농도에서도 측정이 가능해서 면역 측정용 신 효소 개발에 역점을 두고 있다.
5-3. 국내외 특허출원 현황
기능성 효소에 관련한 국내외 기술개발 중 의료용 효소에 근접한 응용분야별로 기술 동향을 정리한 결과는 다음과 같다.
진단분야
진단분야는 본질적으로 사람의 건강상태와 질환상태를 검사하기 위하여 효소를 이용하는 분야를 의미하며 분석결과 주로 글루코스 산화효소가 특히 많은 비중을 차지하는 산화 환원
효소 리파제, 프로테아제 등의 가수분해 효소, 전이효소 등이 포함된 출원이 많았다.
효소 이용 진단분야의 출원 건수 추이는 현재 감소 추세로 나타났다. 진단 분야의 효소이용은 주로 인체 질환과 관련된 효소의 발견 및 이의 탐지 기술이 주가 되고 있으며, 효소 면역 진단 시스템을 이용하거나 생체로부터 채취한 시료 중의 특정 분자만을 선택적으로 식별하고, 특정인 반응만을 선택적으로 효소반응 시켜 목적 분자의 정성, 정량 분석을 행하는 방식으로 질환 검사, 병원균, 바이러스 등의 감염미생물분석, 혈액분석, 세포분석 및 뇨검사 등에 효소가 적용되고 있다.
시약분야
시약분야는 주로 기초연구에 활용되는 DNA 중합효소, 단백질 키나제 등과 관련된 특허가 대부분이었으며, 기존 효소의 개량 또는 신규 유전자원 탐색 기술 위주로 연구가 이루어짐을 알 수 있었다. 가수분해효소 및 전이효소, 기타 산화환원효소 관련 특허가 대부분이었다.
의약분야
의약분야는 가수분해효소가 많이 이용되고 있으며, 인체기관 관련효소, 생리적 대사 기작 및 기타 생체 방어 관련하여 소화효소제, 염증치료제, 항혈전제 등의 특허출원이 주로 유전자원탐색기술 위주로 이루어짐을 알 수 있었다. 특히, 효소의 기능을 저해하거나 효소의 생리적 활성을 이용하는 의약이 개발되는 한편으로 효소 기능 이상 또는 발현 이상과 관련하여 효소 또는 효소 유전자를 환자에 투여하는 치료법 (유전자 치료법)이 발전되고 있다.
한편, 항생물질, 스테로이드 등의 화학 합성과 관련하여 중간물질 생산에 효소가 중요한 반응촉매로 등장하기도 한다.
5-4. 의료에의 이용 실 예
Mihara 등이 지렁이과에 속하는 Lumbricus rubellus 로부터 6종의 지렁이의 혈전분해효소 fibrin proteases를 분리하여 lumbrokinase라고 명명하였고, 이는 serine protease 류의 6가지 효소를 총칭하는 것이며, Cho 등도 한국토양에서 분리한 L. rubellus에서 유사한 혈전분해효소를 분리하였다.
lumbrokinase는 분자량 25~32 KDa 이며, 등전점 3.7~ 4.0의 효소이고 매우 넓은 최적 pH를 가지며, plasminogen 없이도 fibrin 및 혈전을 용해하며, 특히 경구투여 시에도 효과가 있는 것으로 보고되었다.
지렁이속에 속하는 Eisenia fetida에서 Yang 등은 sodium dodecyl sulfate(SDS)로 처리하였을 때, fibrin 분해활성이 있는 26kDa와 18kDa의 2개의 소단위의 SDS-activated fibrinolytic enzymed을 분리하였고, Hrzenjak 등은 항응고작용과 fibrin 분해활성을 갖는 34kDa와 23kDa의 tyrosine 유사 serine peptidase를 분리하였다.
중국에서는 사람 혈장과 지렁이 속에 속하는 Pheretima aspergillum과 Allolobophara caliginosatrapezokdes의 추출물을 반응시켰을 때 혈소판 응집억제와 항응고 작용, 혈액점도 감소 및 혈전형성 억제, 뇌혈전 환자에게 지렁이 추출물 투여 시 항 응고 및 혈전용해 작용에 의한 환자의 신경기능 결손회복의 촉진효과 등이 확인되었고, 기존의 혈전용해효소와 비교하여 볼 때 in vitro 에서는 fibrin 용해활성 뿐만 아니라 fibrin 형성 억제 및 혈소판 응집억제의 활성이 있으나, in vivo 실험에서는 fibrinogen 활성화 작용은 적고 fibrin에만 선택적으로 작용하여 고지혈증 및 뇌 혈전에 대한 효과가 있다고 보고하였다.
참고문헌
한국 기술 거래소 MDB03073 - 의료용 효소
대한소화기내시경학회지 2004:29 (Suppl.1): 99-105
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Korean J. Biotechnol. Bioeng. Vol. 19, No. 2, 93~97 (2004)
Kor. J. Microbiol. Biotechnol. Vol. 32, No. 2, 166-171 (2004)
J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 32(3), 381~387 (2003)

키워드

효소,   의료,   이용,   의료산업