동국대학교-한국생명공학연구원 공동연구팀(교신저자 동국대 약학대학 이경 교수, 한국생명공학연구원 반현승 박사 / 제1저자 한국생명공학연구원 한태희 박사과정생, 동국대 이주한 박사과정생, 한국생명공학연구원 임주영 박사)이 유비퀴틴-프로테아좀 시스템(이하 UPS)의 탈유비퀴틴화효소 UCHL5를 선택적으로 억제하는 신규 항암 후보물질 DK-7을 발굴하고, 그 작용 기전을 규명하는데 성공했다고 24일 밝혔다.

본 연구는 기존 프로테아좀 억제제가 지닌 고형암에서의 제한적 효능 및 내성 문제를 극복할 수 있는 새로운 항암 표적 전략을 제시해 주목받았다.

▲왼쪽부터 동국대 이경 교수, 동국대 이주한 박사과정생,

한국생명공학연구원 반현승 박사, 한국생명공학연구원 한태희 박사과정생, 한국생명공학연구원 임주영 박사

연구 성과는 2026년 2월 국제 저명 학술지 「Journal of Advanced Research」(IF=13)에 게재됐다.

암세포는 빠른 증식 과정에서 발생하는 단백질 스트레스를 완화하기 위해 ER-stress와 UPR(Unfolded Protein Response)을 활성화하며, 이를 조절하는 핵심 축이 바로 UPS다. 기존 UPS 표적 치료제인 보르테조밉(Bortezomib)은 혈액암 치료에 활용되고 있으나, 고형암에서의 효과와 내성 문제로 새로운 표적 전략의 필요성이 제기되어 왔다.

연구팀이 발굴한 퀴녹살린 기반 후보물질 DK-7은 기존 프로테아좀 억제제와 달리 19S 조절입자의 탈유비퀴틴화효소 UCHL5를 선택적으로 저해하며, 이 과정에서 ‘유비퀴틴화 단백질 축적−ER-stress/UPR 과활성화−세포 사멸’로 이어지는 항암 기전을 보인다. 특히 DK-7은 Bortezomib 내성 세포에서도 활성을 유지하고, 고형암 이식 마우스 모델에서도 유의미한 효능을 보여 프로테아좀 억제제의 한계를 보완할 차세대 후보물질로 평가된다.

이경 연구팀은 한국생명공학연구원과의 긴밀한 공동 연구를 기반으로 반응 선택성 조절과 이성질체 분리 등 연구 초기의 합성 난제를 극복하는 ‘재현성 높은 합성 경로’와 ‘구조 규명 전략’을 구축했다. 또한 이주한 동국대 박사과정생은 한국생명공학연구원 파견을 통해 in vitro, in vivo 활성평가 및 다양한 생물학적 기능 평가를 직접 수행하며 작용 기전 규명에 핵심 역할을 했다.

이경 교수는 “합성부터 생물학적 기전 규명까지 학생들이 주도적으로 연구해 높은 수준의 결과를 도출했다”며 “DK-7의 전임상 후보물질 개발을 지속적으로 추진할 계획”이라고 밝혔다.

한편, 연구자가 직접 전하는 이번 연구의 배경과 진행 과정은 생물학연구정보센터 한빛사 인터뷰를 통해서도 확인할 수 있다.