SBDD 실제 사례 — HIV 약과 타미플루

HIV(에이즈 바이러스)는 자신의 단백질을 자르는 효소 HIV 프로테아제가 필요하다. 이 효소가 없으면 바이러스가 성숙하지 못해 감염을 못 일으킨다.

• 1989년: HIV 프로테아제의 3D 구조가 X-ray 결정학으로 풀림
• 1990년대 초: 그 구조를 기반으로 active site를 정확히 막는 분자 설계
• 1995~1996년: 첫 HIV 프로테아제 억제제 약(saquinavir 등) FDA 승인
• 결과: HIV가 사형선고에서 관리 가능한 만성 질환으로

이게 SBDD의 가장 유명한 성공 사례. 구조 결정 → 6년 만에 약 시장 출시.

독감 바이러스 표면의 효소 뉴라미니다아제(neuraminidase)는 바이러스가 감염된 세포에서 빠져나오는 데 필요.

• 1983년: 뉴라미니다아제의 3D 구조 결정
• 1980년대 후반: active site의 모양 분석 → 시알산이 결합하는 깊은 주머니 발견
• 1990년대: 그 주머니에 들어가지만 빠져나오지 않는 분자 설계
• 1999년: oseltamivir(타미플루) 출시
• 2009년 신종플루 대유행에서 핵심 약물로 활용

가장 최근 사례. SARS-CoV-2의 메인 프로테아제(Mpro)를 표적으로.

• 2020년 초: 코로나 사태 시작 직후 Mpro의 3D 구조 풀림
• 화이자가 이미 SARS(2003)때 만들었던 Mpro 억제제를 베이스로 시작
• 구조 기반 최적화로 코로나에 더 강한 분자 개발
• 2021년 12월: Paxlovid (nirmatrelvir + ritonavir) 긴급 사용 승인
• 경구 복용 + 입원율 89% 감소

구조생물학 + SBDD 파이프라인이 얼마나 빨라졌는지 보여주는 사례 — 약 2년 만에 새 바이러스의 약 만들기.

세 사례 모두 같은 흐름이다.

1. 병원체나 질병의 핵심 단백질 식별
2. 3D 구조 결정 (X-ray, NMR, cryo-EM)
3. active site 분석
4. 거기에 맞는 분자 설계
5. 합성과 시험

각 단계마다 시간과 돈이 들지만, 2단계(구조 결정)가 가장 큰 병목이었다 — 단백질 하나 결정하는 데 수개월~수년, 수백만 달러.