이番 週 國際學術誌 '사이언스' 表紙에는 '結合되도록 考案됐다‘는 文句가 적혀있다. 結合을 통해 새로운 蛋白質을 考案할 수 있는 人工知能(AI)李 登場했다는 意味다.
表紙에는 蛋白質 設計에 必要한 標的 리간드와 아미노산이 結合하는 모습이 실려있다. 소분자, 核酸 等의 標的 리간드(朱黃色) 周圍에 아미노산과 짧은 펩타이드가 있으며 서로 相互作用해 蛋白質(파란色) 構造를 形成하는 이미지다.
데이비드 베이커 美國 워싱턴代 蛋白質設計硏究所 生化學科 敎授팀은 소분자, 核酸, 其他 非蛋白質 成分과 複合體를 이루는 蛋白質의 構造를 豫測하고 非蛋白質 化合物과 結合하는 새로운 蛋白質을 設計하는 딥러닝 方法을 開發했다.
백민경 서울대 生命科學部 敎授가 워싱턴대 博士後硏究員으로 있을 때 主導해 開發한 蛋白質 立體 構造 豫測 프로그램인 ’로제타폴드'의 最新 버전이다. 로제타폴드는 2021年 사이언스가 뽑은 그해의 最高 革新 硏究 成果로 뽑힌 바 있으며 百 敎授는 이番 硏究에도 著者로 參與했다.
蛋白質 構造를 豫測하는 理由는 蛋白質이 生命 現象에 關與하는 代表的인 生體 分子이기 때문이다. 蛋白質 構造는 蛋白質 機能을 決定하기 때문에 蛋白質의 3次元 構造에 對한 理解를 높이면 疾病의 原因 分析이나 治療法 開發 길을 擴大할 수 있다.
그런데 蛋白質은 혼자 기능하지 않는다. 다른 生體 分子와 結合해 構造가 變化하기 때문에 蛋白質을 제대로 理解하기 위해서는 非蛋白質 化合物과의 相互作用에 對한 理解가 必要하다. 로제타폴드 最新 버전인 ‘로제타폴드 올 아톰’은 蛋白質뿐 아니라 非蛋白質 化合物도 設計할 수 있으며 蛋白質과 非蛋白質 化合物 사이의 相互作用도 分析할 수 있다.
蛋白質과 非蛋白質 化合物을 어떻게 設計하고 結合하느냐에 따라 疾病 治療 效果가 달라지기 때문에 이番 硏究는 뛰어난 藥效를 發揮하는 新藥 開發의 ‘게임체인저’價 될 것으로 期待된다.
