의약품 속 동물 유래 시알산 분석법 제시

바이오의약품 분석 및 품질관리에 적용 가능

우리 몸에서 합성되지 않지만 바이오의약품 속에 다량 포함되어 있는 시알산의 정량 분석 방법이 보고되었다. 고려대 김준곤 교수와 충남대 안현주 교수 연구팀이 주인-손님 화학을 이용해 인간이 아닌 포유류의 시알산을 유도체화하지 않고 분석해내는 방법을 제시했다고 한국연구재단이 18일 밝혔다.

시알산 중 하나인 글리콜뉴라민산(Neu5Gc)을 섭취하면 우리 몸에서 면역 반응이 일어난다.

글리콜뉴라민산은 포유류의 세포 및 추출물로 제조한 치료용 단백질에 다량 존재하기 때문에, 반복적으로 과량 투여되는 의약품에서의 함량을 정확히 확인하는 것이 중요하다.

기존 연구들은 주로 액체 크로마토그래피를 사용해 글리콜뉴라민산을 분리했다. 이때 또 다른 시알산인 아세틸뉴라민산(Neu5Ac)과 구분하기 위해 많은 시간을 들여 유도체화 하는 과정이 소요되었다.

연구팀은 기체상 주인-손님 화학*을 이용해 두 종류의 시알산을 유도체화나 추가적인 분리 없이 높은 감도로 정량해냈다.

주인-손님 화학은 주인 역할을 하는 분자가 자신의 분자 구조 내에 손님 분자를 선택적으로 받아들여 안정한 복합체를 형성하는 현상을 연구하는 화학 분야를 말한다.

연구 결과, 두 시알산의 용액 상태의 농도 비가 기체 상태에서 주인-손님 복합체 비율과 비례하였다. 복합체 형성 비율은 주인 분자의 구조 인식 능력에 의해 결정된다. 이점을 이용해서 각 시알산 복합체 이온의 세기를 비교분석하는 원리이다.

개발된 분석법은 글리콜뉴라민산을 최소 농도 1.6 pmol(피코몰)까지 정량할 수 있어, 유도체화가 필요한 기존 분석법들과 비견된다. 또한 대표적 치료용 단백질인 세툭시밥, 에리스로포이에틴 등을 포함한 7종의 당단백질에서 시알산 함량을 확인함으로써 분석의 우수성을 입증했다.

김준곤 교수는 “이 연구는 주인-손님 화학과 기체이온화학 분야를 융합해 새로운 질량분석법 기반 분석법을 개발하고 이를 실제 현장에서 겪는 문제해결에 적용한 것”이라며 “향후 분석에 어려움이 있는 다른 표적 물질에도 적용하는 추가 연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다.

이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 등의 지원으로 수행되었다. 국제학술지 미국화학회지(JACS) 8월 28일에 게재되었다.

[e-mail] 조석장 기자