혈전용해제 활성화 인자[tissue-type plasminogen activator (t-PA)]는 세린 프로테아제 (serine protease) 계열의 단백질 분해효소로 혈전의 용해에 관여하는 것으로 알려졌다.

피브린 표면에서 t-PA는 비활성 형태의 플라스미노겐 (plasminogen)을 활성 형태의 플라스민 (plasmin)으로 전환을 시키는 효소로 알려졌고 활성화된 플라스민이 혈전 내의 피브린 (fibrin) 단백질을 분해한다고 알려졌다. 또한, 이러한 t-PA는 혈액 내에 존재하는 PAI-1에 의해서 활성이 저해된다고 알려졌다.

인체 유래 t-PA는 분자량 72 kDa의 단일 사슬 구조의 세린 프로테아제로 527 아미노산으로 구성되어 있다. 또한, t-PA 단백질 구조는 4개의 영역으로 구성되어 있음이 알려졌다.

이들 t-PA 도메인은 피브린 clot에 특이적 결합을 위해 중요하며 (finger와 kringle 2 domains), 혈관 내에 t-PA 제거에 관여하는 도메인 (finger와 epidermal growth factor domains), 프로테아제 활성 도메인 (serine protease domain)으로 구성되어 있다.

t-PA는 혈액에 순환하는 플라스미노겐과 피브리노겐 (fibrinogen)에는 영향을 최소화하는 것으로 알려졌다. 이러한 t-PA는 Bowes melanoma 세포주에서 정제된 후 치료 목적을 위해서 대장균, Chinese hamster ovary (CHO) 세포주 등에 대량으로 생산되었다.

또한, 생물학적으로 활성이 있는 t-PA Aspergillus nidulans, mouse C127 cells, baculovirus-infected insect cells, goat milk와 mouse milk에서 생산하는 기술이 개발되었다.

지금까지 상업적 목적을 위해 t-PA는 CHO 세포 등은 동물세포 배양 시스템이 주로 사용됐다. 그러나 혈전 질병 치료에서 다양한 응용의 개발 위한 t-PA 증가한 양은 보다 안전하고, 저렴하며, 대량생산이 가능한 시스템을 요구하고 있다.

최근에 식물시스템을 이용한 다수의 biopharmaceuticals과 치료의 plantibodies의 발현 성공은 의료용 단백질 및 펩타이드 생산에 새로운 장을 열었다.

이들 결과는 암 치료를 포함하여; 충치 치료제, B-cell 림프종 치료, 미생물 독소생산; 항응고 치료, 혈액 대체재 생산, hepatitis C와 B치료, 상처치료, 세포증식조절; 호중성 백혈구 감소증 (neutropenia)과 낭포성 섬유증 (cystic fibrosis) 치료, 간 질환과 출혈, 이식 수술을 위한 트립신 억제제 생산; 성장호르몬 생산; 콜라젠 생산; 항균활성 락토페린 생산 등의 연구가 진행 중이다. 향후 식물체를 이용한 t-PA 생산은 소비자에게 더욱 경제적이며, 안전한 의약품을 공급할 것으로 생각한다.

농촌진흥청 기능성물질개발과 한범수

한범수  bshahn@rda.go.kr

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