인체에서 생리작용을 수행하는 기계의 역할은 단백질들이 수행한다.
그리고 이 단백질들이 적절한 시간에 적절한 공간에서 생성하고 소멸하는 것은 모두 유전자들에 의해 조절된다.
즉 단백질이 기계라면 유전자들은 이 단백질들의 설계도라고 볼 수 있다.(그림 1).
질병은 여러 가지 원인에 의하여 인체 내에서 일어나는 모든 반응을 주관하는 단백질 중 하나가 제대로
기능을 수행하지 못하거나 과하게 활동하는 경우, 또는 외부에서 침입한 미생물의 침입으로 인해 발생한다.
이렇게 질환에 관련된 단백질들을 질환단백질이라고 부른다. 따라서 질병을 치료하기 위해서는 질환 관련
단백질들의 기능을 조절하거나, 미생물에게 필수적인 단백질들의 기능을 억제하여 미생물을 제거하면 된다.
현재까지 알려진 질환단백질들은 약 500개 정도인데 이것은 앞으로 약 3,000개에서 4,000개 정도에 이를 것으로
추정된다. 물론, 지금까지 알려진 약들 중에는 관련된 단백질에 대한 정보가 없는 것들도 많이 있다. 하지만 이들이
조절하는 단백질도 조만 간에 밝혀질 것으로 예상된다. 단백질은 아미노산으로 이루어진 거대 분자인데,
단백질이 관여 하는 반응은 모두 활성 부위라는 포켓 구조 내에서 일어난다. 따라서 약들은 질환단백질들의
활성부위에 결합하여 질환단백질의 기능을 억제하거나 향상시켜 줌으로써 질병을 치료할 수 있다.
이는 마치 자물쇠를 열 때 열쇠구멍의 입체구조에 맞는 열쇠를 넣어 열거나 잠그는 것과 같은 이치이다.
지금까지 대부분의 신약연구는 단백질의 구조를 알지 못하는 상황에서 이루어졌다.
즉 열쇠가 없는 자물쇠를 열고 싶은데 열쇠구멍의 생김새를 알지 못해 새로 열쇠를 만들지는 못하고 주변의 열쇠들을
모아서 하나씩 열쇠구멍에 끼워보는 일을 되풀이 할 수 밖에 없었다. 이 경우 열쇠에 해당하는 화합물들이 많으면
많을수록 자물쇠에 해당하는 질환단백질의 기능을 적절히 조절할 수 있는 화합물들을 찾아 낼 확률이 높다.
따라서 가능하면 많은 화합물들을 수집해야 하고 또 가능하면 이들을 모두 평가해야 하기 때문에 비용이 많이 들고
시간이 많이 필요했다. 해서 “신약발굴이 모래에서 금을 줍는 일”이나 “건초더미에서 바늘 찾는 일”에 비유되곤 했었다.
