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식물에서 생물의약품의 생산

전문가 제언: ○ 생물의약품(biopharmaceuticals)은 생물공학을 이용하여 만든 의약품들이다. 이것들은 의약용으로 또는 진단용으로 사용되는 단백질(항체, 호르몬 등), 핵산(DNA, RNA 또는 안티센스 올리고누클레오티드)이며 자연 상태의 생물자원에서 직접 추출하기보다는 다른 방법으로 생산한다.
○ 의약품 산업에서 가장 빠르게 성장하는 분야는 생물의약 분야이고, 2007년에 의약시장의 대략 10%를 차지하였다. 생물의약품에는 호르몬(인슐린, 글루카곤, 성장호르몬, 생식샘자극호르몬(GTH)), 인터페론(인터페론-α, -β, -γ), 백신(B형 간염 표면항원), 및 여러 가지 단일클론 항체를 포함하여 9종류가 있다.

○ 생물의약품은 주로 재조합 E. coli나 효모와 같은 미생물 세포배양, 포유류 세포배양 및 식물 세포배양과 이끼 식물로부터 생산된다. 이런 생산과 관련된 문제는 생산비, 생산규모 및 미생물의 오염 문제 등이다. 이 밖에 사람에 쓰이는 생물의약품은 당단백질이 많기 때문에 단백질이 합성된 후에 변형되어야 완전한 의약품을 얻을 수 있다. 당단백질은 미생물에서는 합성할 수 없고, 식물이나 동물 세포를 이용하여야 가능하다. 그러므로 세포 현탁 배양과 온전한 식물재배에 관하여 많이 연구한다.

○ 생물의약품 생산에 많이 이용되는 식물은 담배 식물이다. 이 식물은 잎이 넓어서 많은 양을 생산할 수 있다. 그리고 먹을 수 있는 식물을 선택하는데, 토마토, 평지(rape), Arabidopsis, 쌀, 밀, 감자, 홍화(safflower), 콩, 완두콩, 옥수수, 당근 등이 이용된다. 의약품을 생산하는 생산주체(production host)는 생물의약품에 따라 선택되어야 한다.

○ 많은 생물의약품은 당단백질이며, 식물의 N-글리코실화 기구는 포유류의 기구와는 다르기 때문에 식물에서 유도된 당단백질은 충분히 검토되어야 한다. 식물에서 얻은 생물의약품의 N-글리코실화의 개선에 사용되는 방법이 당가공법이다. 이 방법을 이용하여 천연의 당단백질을 모방하거나 새롭게 개선된 당단백질을 생산한다. 당 가공법에는 유전자의 침묵, 유전자의 도입, N-글리칸의 실험실적 재조립 등의 방법이 있다.

저자: Suskia R. Karg
자료유형: 학술정보