신약개발벤처 서지넥스(대표 김세준)가 인공지능(AI)를 활용한 신약개발부문 플랫폼 오디세우스(Odysseus) 구축을 완료했다고 29일 밝혔다.
서지넥스의 AI플랫폼 오디세우스(Odysseus)는 AI를 통해 약물의 분자동역학 모의실험과 상호결합 자유 에너지의 자동화를 접목했다. 이를 통해 펩타이드 또는 항체와 수용체 복합체의 동적인 상호작용을 인공지능과 분자동역학 모의실험으로 규명하고, 결합친화도를 자동계산해주는 기능을 지닌다.
오디세우스 플랫폼은 막단백질 오디세우스와 구형단백질 오디세우스로 구성된다. 이 두 플랫폼의 핵심기술은 인공지능 딥러닝을 이용한 분자동역학 과정의 자동 평형화 기능 탑재 그리고 가상과 실제 용매수를 이용한 단계별 결합친화도 예측이다.
오디세우스 플랫폼은 실제 실험실 환경인 마이셀-단백질 복합체까지도 3차원 시뮬레이션으로 구현해준다는 부분이 타회사의 AI 신약개발플랫폼과 차별성을 지니며, AI를 통한 결합친화도 예측이 실제 실험실 실험결과와 상당수준 부합하는 것을 확인했다.
서지넥스의 오디세우스 플랫폼은 기존의 결정구조 또는 새로 장착된 알파폴드로 예측된 단백질 구조를 이용하여 모델링에 필요한 단백질-막 복합체들을 자동으로 준비시켜 주는 기능이 있다. 이를 위해 플랫폼안에 단백질의 구조적 안정도에 기여하는 이황화 결합, 인산화, 양성자화 등을 자동으로 인식하게 함으로써 최대한 결정구조를 재현할 수 있는 환경을 구축하였으며, 단계적 막수축 과정의 딥러닝을 이용한 자동화 최적의 단백질-막 복합체를 완성시켰다.
신약개발은 약 5,000~1만여 개 후보물질 가운데 1~2개만이 최종 성공한다고 알려져 있다. 개발 기간도 평균 약 15년이 소요된다. 이러한 오랜 개발기간 및 고비용으로 인해 신약개발은 한국바이오업체가 도전하기 힘든 분야로 손꼽혀왔다. 하지만 최근 AI기술의 발달로 빠른 저비용 및 단기간의 신약개발이 가능해졌다. 보건산업진흥원 보고서에 따르면, AI를 활용한 신약 개발 시장 규모는 매년 40%씩 성장, 2024년에는 40억 달러(약 4조 6,700억원)에 이를 것으로 추정되고 있다.
김세준 서지넥스 대표는 "서지넥스 오디세우스 플랫폼의 차별성은 딥러닝의 학습효과를 접목하여 가상·실제 용매를 결합친화도 예측에 도입한 점"이라며 "오디세우스 플랫폼은 가상의 용매를 통한 자유 에너지(Free energy)의 장점인 신속성을 지니며, 실제 용매를 다음 단계에 사용하도록 자동 설정함을 통해 수용체와 리간드 (약물후보)의 결합력 예측률을 획기적으로 높혔다”라고 말했다.