제약업계에서 천연물 연구

제약업계에서 천연물 연구

안녕 게이들아

퇴근 후에 심심해서 틈틈히 글을 써본당

나는 천연물 전공은 아니지만 회사에서 일하다 보면 천연물도 하게되는 경우가 종종 생겨 

전공이 아니라 자세한 내용은 잘 모르기도 해서 아는 만큼만 써봄

취미삼아 쓰는 거라서 전문적인 내용은 최대한 간단하게 써보려고 노력하는 중임

1편 (신약 개발 프로세스: Hit 도출)  https://www.dogdrip.net/177090764

이전 글은 너무 길어서 짧게 나눠서 쓸까 생각 중이야

천연물 쪽 (식물) 연구는 크게 두가지 분류가 있어

하나는 천연물에서 어떤 성분을 정제해서 접근하는 방법과

다른 하나는 천연물을 통째로 이용하여 진행하는 방법이지

두번째 방법은 한의사와 제약업계, 식품업계에서 팽팽하게 싸움이 일어나는 부분이지

우선은 첫번째 방법을 먼저 설명할게

천연물에서 효능평가하는 방법도 일반적인 의약품 개발 프로세스를 차용해서 비슷하게 진행됨

천연물도 한가지 연구 타겟을 정한다음 거기에 맞는 실험법 (세포 혹은 분자 실험)을 설계한 다음

여러 천연물을 스크리닝해서 가장 효과가 좋은 천연물을 골라내

이걸 하기 전에 해야될게 있어 천연물 원료에서 실험하기 좋은 형태로 추출해야돼 

노가다의 시작이야 <천연물 실험에서 가장 상큼할 때는 오직 원료가 들어왔을때 뿐이야>

물에서 추출하면 물에 많이 녹는 성분들이 추출되고 유기용매 (에탄올, 메탄올, 헥산, 에틸아세테이트, 메틸클로라이드) 같은 용매를 사용하면

좀 더 물에 녹지 않는 물질이 추출되어 나와

'일반적인 경우'에는 물에 녹지 않은 성분들이 효능이 높게 나타나 그래서 초기 연구를 진행 할 때 유기용매를 사용해 추출하지

식물하면 깨끗한 이미지 청정한 이미지를 가질지 모르겠지만 실상은

​​​​​

 구글에서 퍼왔습니다 ㅠㅠ

 이런 과정을 통해 만들어져

이런 천연물 추출물을 세포 혹은 분자 실험으로 활성을 기준으로 순위를 정하고 좋은애를 선택해서 크로마토그래피 방법을 사용해 물질을 뽑아내

<금성출판사 - 티칭백과> 옛날에 초등학교에서 저런거 해봤을거야

천연물 정제, 케미컬 정제는 저 방법을 좀 더 정교화 해서 원하는 성분을 분리해내지

어떤 용매에 녹아있는 혼합물이 고정되어 있는 물질 (일반적으로 실리카)을 따라 움직일 때 고정상과 용매의 성질에 의한 차이로 움직이는 속도가 달라져 분리가 되지. 이 과정을 실제 할 때는 좀 크고 기계를 써서 해

 <위키백과> 이런거

분석쪽으로는 유명한 외국 업체에서 분리에 사용되는 컬럼과 펌프를 써서 용매를 밀어주는 기계가 있어 (LC) 이 기계는 '대부분' UV-Vis 측정기를 가지고 있어 각 물질 마다 가지는 고유한 (빛을 흡수하는 능력) 흡광도를 가지고 있어서 이를 이용해 분리가 잘되고 있나 같은 걸 분석하는 거지

A라고 표시된 그림이 천연물 raw 형태라면 B C D E F는 각각 한가지 성분으로 정제한 모습이야

단순히 흡광도만으로는 무슨 성분인지 몰라 그래서 해당 물질의 질량을 분석해주는 MS나 구조적 데이터를 보여주는 NMR을 사용해 물질 규명을 해

저렇게 분리된 물질을 기존에 했던 실험으로 평가해서 효과가 그대로 나오는지 확인하지

내용은 간단하고 쉬운데 왜 제약 업계에서는 신규 물질을 펑펑 만들어 내지 못할까

문제는

1. 천연물 (특히 식물) 내의 물질 계열이 생각보다 다양하지 않고 - 모핵의 문제

2. 모핵으로 사용해 구조 최적화 과정을 거쳐야 하는데 천연물에서 나오는 물질 구조를 변화하기 위한 부분이 많지 않음 - 합성 모핵 대비 약점

3. 실제 실험에서 정제된 물질의 효능이 떨어지는 경우가 생겨 (추출물 만큼 효능이 안나오는 경우) - 효능 문제

4. 대부분의 경우 합성 화합물 (lead optimization 과정까지 끝낸 약물)보다 효능이 많이 떨어져 - 효능 문제

그 외에도

5. 효과가 있더라도 식물에서 정말 조금 있는경우 - 경제성의 문제

6. 천연물 내 물질은 일반적인 유기합성법으로 합성이 되지 않는 경우 - 경제성의 문제

내 수준에서는 이런 문제들이 생각나. 

물질 평가하는 입장에서는 합성 의약품보다 효과는 떨어지면서 경제성까지 떨어지는 물질이 메리트는 없더라고

그렇다고 천연물에서 분리한 화합물을 모핵으로 써서 최적화가 좀 되면 좋은데 안되는 경우에는 좀 아쉽지

이런 저런 문제로 요즘은 천연물 (식물)에서 물질을 뽑아내는 시도는 거의 하지 않아

뭐 아예 새로운 식물이나 다른 천연물 (주로 균)에서는 여전히 새로운 구조를 가진 물질을 뽑아내고는 있지만 학교 외에는 이것을 발표하지는 않지

제약 업계에서 천연물 관련 연구 중 분리를 통해 연구를 진행하는 일반적인 방법과 현재 해당 분야의 문제점은 이렇게 돼

다음에는 (개드립에서도 몇번 이슈된) 추출물 형태로 약을 만드는 경우에 대해서 글을 써볼까 해