- Cryo-EM·AI·GPU·QPU 결합 차세대 TPD 신약개발… 리가켐바이오·연세대·분자설계연구소 참여

AI 신약개발 전문기업 바오밥에이바이오(Baobab AiBIO)가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 ‘2026년도 양자컴퓨팅기반양자이득도전연구(신약바이오분야)’ 사업의 주관연구개발기관으로 최종 선정됐다.

이번 과제는 차세대 혁신 신약 기술인 표적단백질분해(Targeted Protein Degradation, TPD) 설계에 양자컴퓨팅을 도입하고, 후보물질을 실제 합성·평가해 계산과학에서의 ‘양자이득(Quantum Advantage)’을 실증하는 국가 R&D 사업이다.

바오밥에이바이오가 연구를 총괄하며 리가켐바이오사이언스, 연세대학교, 분자설계연구소가 공동연구기관으로 참여해 산학연 융합 연구를 수행한다.

표적단백질분해(TPD) 기술은 질병 표적 단백질과 E3 리가아제(E3 ligase)를 연결해 체내 분해 시스템으로 질병 단백질을 선택 제거하는 접근법이다.

그러나 삼원복합체(ternary complex)의 3차원 입체 구조, 단백질 간 상대적 배향, 링커(Linker) 유연성 등 방대한 변수를 동시에 최적화해야 해 계산 복잡도가 극대화되는 난제를 안고 있다.

연구진은 AI, 분자 시뮬레이션, 대규모 GPU 기반 고성능컴퓨팅(HPC)과 양자컴퓨팅(QPU)을 결합한 ‘GPU–QPU 하이브리드 컴퓨팅’을 구축해 이를 해결한다.

GPU가 효율적인 연산 영역과 양자 알고리즘이 우위를 점하는 최적화 영역을 분할 처리함으로써 기존 고전 컴퓨팅의 연산 한계를 뛰어넘는 양자이득을 입증할 계획이다.

바오밥에이바이오는 3차원 분자 구조, 상호작용, 에너지 및 동역학 등 정량적 물리 정보를 학습하는 독자적인 AI 모델을 플랫폼에 적용한다.

연세대학교는 자체 구축한 IBM QPU 연구 환경을 통해 양자 알고리즘을 실제 양자 하드웨어에서 직접 검증한다.

또한 바오밥은 엔비디아(NVIDIA)와의 협력을 바탕으로 GPU 컴퓨팅 역량을 극대화하고 있으며, 퀀티늄(Quantinuum), 디웨이브(D-Wave) 등 글로벌 양자 기업과도 기술 협력을 지속적으로 논의하고 있다.

특히 바오밥이 보유한 자체 Cryo-EM(초저온전자현미경) 인프라와 구조생물학 역량은 핵심 경쟁력이다.

핵심 산업 파트너인 리가켐바이오사이언스는 설계된 후보물질의 유기 합성, in vitro/in vivo 분해능 평가, SAR 기반 최적화를 전담한다.

이를 통해 ‘AI·양자 설계 → 실제 화합물 합성 → 활성 시험 → Cryo-EM 3차원 구조 규명’으로 이어지는 ‘Closed-Loop(선순환) 신약개발 체계’를 가동한다.

바오밥에이바이오는 본 플랫폼을 TPD에서 먼저 검증한 후 향후 PDC, ADC, 다중특이항체 등 차세대 고난도 바이오의약품 분야로 확장할 방침이다.

노경태 바오밥에이바이오 대표는 “구조생물학, AI, HPC, 양자컴퓨팅을 실제 신약개발 프로세스에 완벽히 융합해 실질적인 가치를 창출하는 핵심 사업 플랫폼으로 발전시켜 나가겠다”고 밝혔다.