- 요약
단백질 공학 시장 규모:
세계 단백질 공학 시장 규모는 2023년 31억 6,525만 달러에서 2031년 81억 1,163만 달러 이상으로 성장할 것으로 예상되며, 2024년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 12.6%로 성장할 것입니다.
단백질 공학 시장 범위 및 개요:
단백질 공학은 단백질의 특성을 향상시키거나 새로운 기능을 생성하기 위해 단백질을 설계하고 변형하는 과학 분야입니다. 단백질의 구조, 서열 또는 특성을 변경하여 원하는 특성을 얻는 과정을 포함합니다. 이 분야에 적용되는 세 가지 기본 접근법은 합리적 설계, 유도 진화, 그리고 준합리적 설계입니다. 준합리적 설계는 특정 작업에 대한 안정성, 특이성 또는 촉매 활성이 향상된 단백질을 생성할 수 있도록 합니다.
이는 의학, 생명공학, 농업, 환경과학 분야에서 중요한 응용 분야입니다. 의학 분야에서는 단백질 공학을 통해 치료용 단백질, 백신, 효소 요법 등이 개발되었으며, 생명공학 분야에서는 산업용 효소, 바이오센서, 생체재료 개발이 가능해졌습니다. 농업에서는 작물 수확량 증대 및 새로운 식품 개발에 활용되어 왔습니다.
단백질 공학 시장 동향 - (DRO):
주요 성장 요인:
암 치료를 위한 단백질 공학에 대한 관심 증가가 시장을 주도하고 있습니다.
단백질 공학은 암 치료에 긍정적인 영향을 미치고 있는 빠르게 성장하는 분야입니다. 과학자들은 특정 암세포를 표적으로 삼도록 단백질을 변형함으로써 매우 효과적이고 표적화된 치료법을 개발하고 있습니다. 이 접근법은 효능 증가, 약물 전달 개선, 부작용 감소 등 수많은 이점을 제공합니다. 생명공학의 발전과 더불어 전 세계적으로 증가하는 암 부담은 단백질 공학 연구 개발에 대한 상당한 투자를 촉진하고 있습니다.
- 예를 들어, 홉프너 연구소는 암 면역 치료를 향상시키기 위한 혁신적인 항체 공학 기술 개발에 중점을 둔 연구 시설입니다. 이 연구소는 단백질 공학을 활용하여 항체 기반 치료법을 최적화하고 암 환자의 특정 요구에 맞춰 개발합니다.
따라서 암 치료법에 대한 선호도가 증가함에 따라 단백질 공학 산업의 발전이 촉진되고 있습니다.
인공지능과 머신러닝의 통합이 시장을 활성화하고 있습니다.
인공지능(AI)과 머신러닝(ML)의 통합은 단백질 공학 시장의 상당한 성장을 촉진하고 있습니다. 이러한 첨단 기술은 원하는 특성을 가진 단백질의 설계, 최적화 및 생산을 가속화합니다. 방대한 양의 생물학적 데이터를 분석하여 AI 및 ML 알고리즘은 단백질 구조와 기능을 예측하고, 잠재적인 약물 표적을 식별하며, 전략을 최적화합니다. 이를 통해 향상된 특성과 특정 기능을 갖춘 새로운 치료제, 효소, 소재가 개발되었습니다.
- 인공지능(AI)을 활용하여 치료제, 소재, 효소 등 다양한 응용 분야에 혁신적인 단백질을 설계하는 생명공학 기업 Adaptyv Bio는 2023년, 단백질 공학 분야 전반의 발전을 가속화하기 위해 두 가지 내부 도구를 오픈소스로 공개했습니다. 현재 Adaptyv Bio는 각 설정에서 하루에 수천 개의 단백질을 분석할 수 있습니다. 향후 몇 년 동안 Adaptyv Bio는 연구실 규모를 더욱 확장하고 단백질 설계 애플리케이션 수를 늘릴 계획입니다.
더 나아가, AI 기반 도구는 워크플로우를 간소화하고 시간과 비용을 절감하며 연구 개발의 효율성을 높이고 있습니다. AI와 ML은 지속적으로 발전함에 따라 의학, 생명공학, 재료과학 등 다양한 분야의 혁신을 이끌어낼 것입니다. 따라서 AI 통합은 단백질 구조의 조기 예측 및 검출, 그리고 높은 정확도의 통합을 통해 더 나은 단백질 분석 결과를 도출하고, 이를 통해 미래 단백질 공학 시장 트렌드를 창출할 것입니다.
주요 제약:
단백질 공학 시장 성장을 저해하는 엄격한 규제와 높은 생산 비용
엄격한 규제와 높은 생산 비용은 시장 성장을 저해하는 주요 장애물입니다. 단백질 기반 치료제의 안전성과 효능을 보장하기 위해서는 엄격한 임상시험이 필수적입니다. 또한, 임상시험에는 시간과 비용이 많이 소요됩니다. 더욱이, 지적 재산권 분쟁과 국가별 규제 기준의 차이는 상용화 과정을 복잡하게 만듭니다.
게다가, 단백질 공학의 복잡한 특성과 구현에 필요한 전문 지식은 높은 생산 비용의 원인이 됩니다. 이러한 요인들은 특히 저소득 국가에서 단백질 기반 제품의 가용성과 구매 가능성을 제한합니다. 엄격한 규제와 높은 비용은 제품 품질과 안전성을 보장하는 데 필수적이지만, 시장 성장을 저해하고 건강 문제 해결 잠재력을 제한합니다.
미래의 기회:
농업 분야에서 수익성 있는 기회를 창출하는 유전자 변형 단백질에 대한 관심 증가
농업 분야에 대한 관심이 증가함에 따라 수익성 있는 단백질 공학 시장 기회가 창출되고 있습니다. 단백질을 변형함으로써 수확량 증가, 영양가 향상, 해충 및 질병에 대한 저항성 강화와 같은 향상된 특성을 가진 혁신적인 작물 개발이 이루어지고 있습니다. 이를 통해 혹독한 환경 조건을 견뎌내고 더 높은 수확량을 생산하는 유전자 변형 작물이 개발되었습니다. 또한 발효 및 바이오연료 생산과 같은 농업 공정의 효율성을 향상시키는 새로운 효소를 개발하는 데에도 사용됩니다.
- 크리에이티브 바이오마트에 따르면, 특정 종의 특정 형질을 가진 단백질 유전자를 관심 작물에 도입하여 원하는 형질이나 표현형을 부여하는 데 전념하는 회사인 크리에이티브 바이오마트는 단백질 공학 작물 종이 농업 개발에 유망한 솔루션을 제공한다고 밝혔습니다. 또한, 연구 결과에 따르면 과학자들은 단백질 공학을 이용하여 새로운 글리포세이트 내성 ESP 합성효소 돌연변이체를 성공적으로 식별했습니다.
지속 가능하고 효율적인 농업에 대한 수요가 지속적으로 증가함에 따라 단백질 공학은 식량 안보 문제 해결에 중추적인 역할을 할 것으로 예상됩니다.
단백질 공학 시장 세분화 분석:
방법별:
방법별로 이 분야는 합리적 단백질 설계, 유도 진화, 준합리적 단백질 설계, 드노보 단백질 설계 등으로 분류됩니다.
트렌드 방법:
- 최근 트렌드에서, 합리적 단백질 설계(Rational Protein Design)는 단백질의 구조와 기능에 대한 상세한 지식을 바탕으로 원하는 변화를 만들어내는 단백질 공학 기법으로 널리 사용되고 있습니다.
- 드 노보 단백질 설계(De Novo Protein Design)는 단백질 공학 시장 동향에 있어 그 이점과 기술적 발전으로 인해 빠르게 부상하고 있습니다.
합리적 단백질 설계는 2023년에 가장 큰 시장 점유율을 기록했습니다.
- 합리적 단백질 설계는 알려진 구조와 기능을 기반으로 단백질의 아미노산 서열을 특정하게 변화시키는 단백질 공학 전략입니다.
- 특정 아미노산 잔기를 정확하게 표적화함으로써 안정성, 활성 및 특이성이 향상된 새로운 단백질을 개발합니다. 유도 진화 및 DNA 셔플링과 같은 다른 방법들이 이 분야에 기여하고 있지만, 합리적 단백질 설계는 예측 가능성과 정밀성 덕분에 선도적인 접근법으로 자리 잡았습니다.
- 2024년 3월, 바이오테크 기업 AMSilk와 BRAIN Biotech는 합리적 단백질 설계를 이용한 구조 단백질 최적화에 대한 최초의 성공 사례와 해당 공정에 대한 특허 출원을 발표했습니다. AMSilk에 따르면, 천연 구조 단백질은 표적 지향적 방식으로 최적화되었습니다. 아미노산 수준에서 분자를 변형하여 해당 시장 요구에 맞춰 제품을 맞춤 제작할 수 있었습니다.
- 따라서 분석에 따르면 합리적 단백질 설계는 적용 가능성 및 효율성.
이 방법의 드 노보 단백질 설계는 예측 기간 동안 가장 빠른 연평균 성장률(CAGR)로 성장할 것으로 예상됩니다.
- 드 노보 단백질 설계는 기존 단백질을 수정하는 대신 완전히 새로운 단백질을 처음부터 개발하는 단백질 공학의 최첨단 접근 방식입니다. 여기에는 특정 기능을 가진 원하는 3차원 구조로 접힐 아미노산 서열을 예측하기 위해 계산 방법을 사용하는 것이 포함됩니다.
- 맞춤형 기능을 가진 완전히 새로운 단백질을 생성할 수 있는 능력이 특징인 빠르게 성장하는 분야입니다.
- 2024년 6월, 모노드 바이오는 생명과학 연구 및 진단을 위한 세계 최초의 완전 드 노보 단백질 제품인 루시퍼라제 럭스싯 프로(Luciferase LuxSit™ Pro)를 출시할 예정입니다. 이 제품은 독점적인 화학 기질을 사용하는 발광 효소인 세계에서 가장 작고 최초로 상용화된 드 노보 루시퍼라제입니다. 이 제품은 처음에는 전체 단백질 리포터와 단백질-단백질 상호작용 연구를 위한 분할 쌍을 포함한 두 가지 형태로 제공됩니다.
- 따라서, 새로운 단백질 설계의 이점과 기술 발전으로 인해 이 기법의 사용이 빠르게 증가하고 있습니다.
단백질 유형별:
단백질 유형별로는 인슐린, 단일클론항체, 변형 효소, 백신 등으로 분류됩니다.
단백질 유형 동향:
- 최근에는 다양한 용도로 단일클론항체가 광범위하게 생산되고 있습니다.
- 최근에는 당뇨병 치료에 사용되는 인슐린 유사체가 빠르게 생산되고 있습니다.
단백질 항체는 단백질에서 가장 큰 비중을 차지합니다. 2023년 엔지니어링 시장 점유율은 41.55%입니다.
- 단일클론항체(mAb)는 면역 체계가 특정 항원을 표적으로 삼는 능력을 모방하도록 설계된 실험실에서 생산된 단백질입니다.
- 인간화, 친화도 성숙, 당화 공학과 같은 기술의 발전은 단일클론항체의 효능과 특이성을 더욱 향상시켰습니다.
- 만성 질환의 유병률 증가와 인구 고령화는 효과적인 치료법에 대한 수요를 촉진하여 단일클론항체가 선호되는 치료 옵션이 되었습니다.
- 2024년 3월, Dr Reddy's Laboratories Ltd는 첫 번째 바이오시밀러인 Versavo(베바시주맙)를 출시했습니다. Versavo(베바시주맙)는 제넨텍의 아바스틴 바이오시밀러인 엔지니어링 단백질로 생산된 단일클론 항체입니다.
- 요약하자면, 엔지니어링 솔루션을 통한 단일클론 항체 개발은 항체를 더욱 안전하고 효율적이며 다재다능하게 만들어 단백질 엔지니어링 시장 확대로 이어집니다.
인슐린 부문은 예측 기간 동안 가장 빠른 연평균 성장률(CAGR)로 성장할 것으로 예상됩니다.
- 인슐린은 췌장에서 생성되어 혈당 수치를 조절하는 호르몬입니다. 당뇨병 환자에게 필수적인 단백질로, 신체가 포도당을 에너지로 사용하도록 돕습니다.
- 당뇨병, 특히 제2형 당뇨병의 유병률 증가는 인슐린 치료에 대한 수요 급증으로 이어졌습니다.
- 인슐린 펜 및 펌프와 같은 인슐린 투여 시스템의 발전은 환자 편의성과 치료 결과를 향상시켜 단백질 공학 시장 수요를 더욱 증가시켰습니다.
- 또한, 기술 발전으로 작용 지속 시간이 길어지고 부작용이 감소하는 등 향상된 특성을 가진 인슐린 유사체 개발이 가능해졌습니다.
- 더 나아가, 바이오시밀러 개발을 포함한 인슐린 비용 절감 노력은 더 많은 환자가 인슐린을 사용할 수 있도록 했습니다.
- 결과적으로, 인슐린 부문은 향후 몇 년 동안 상당한 성장을 경험할 것으로 예상되며, 이는 단백질 공학 시장 수요에 영향을 미칠 것입니다.
지역 분석:
지역 세그먼트에는 북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카가 포함됩니다.
2023년 북미는 단백질 공학 시장 점유율 33.25%로 가장 높은 시장 점유율을 기록했으며, 시장 규모는 10억 5,244만 달러로 평가되었습니다. 2031년에는 27억 766만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 북미 지역에서는 기준 연도인 2023년 기준 68.20%의 시장 점유율을 기록하며 가장 높은 시장 점유율을 기록했습니다.
북미의 단백질 공학 시장 지배력은 탄탄한 생명공학 분야와 상당한 R&D 투자에 힘입어 뒷받침됩니다. 또한, 이 지역의 강력한 학계 및 산업 협력, 정부 지원, 그리고 치료용 단백질 효소 공학 분야의 발전은 시장 성장을 더욱 가속화하고 있습니다. 애질런트 테크놀로지스, 써모 피셔 사이언티픽과 같은 주요 제약 회사, 연구소, 그리고 바이오테크 스타트업들이 CRISPER 및 기타 단백질 기반 약물과 같은 혁신적인 기술 개발에 적극적으로 참여하고 있습니다.
- 2024년 10월, 헬싱키에 본사를 둔 애비뉴 바이오사이언스는 AI 강화 단백질 엔지니어링 확장을 위해 250만 달러(USD)를 투자받았습니다. 250만 달러 규모의 투자 유치에 성공했다고 발표했습니다. 이 투자는 바이오제약 분야의 단백질 생산 효율성 향상을 위해 설계된 Avenue Biosciences 플랫폼 개발을 가속화할 것입니다.
따라서 단백질 공학 시장 분석에 따르면 북미 지역의 선도적 입지는 최신 기술 투자, 정부 지원 및 잘 확립된 생명공학 분야가 단백질 공학 시장 확대로 이어지고 있습니다.
아시아 태평양 지역은 2024년부터 2031년까지 예측 기간 동안 13.3%의 가장 빠른 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 아시아 태평양 지역은 중국, 일본, 인도 등의 국가를 중심으로 시장이 빠르게 성장하고 있습니다. 정부 의료 지출 증가, 고령 인구 증가, 그리고 정부 지원 정책은 단백질 기반 약물을 포함한 첨단 의료 치료법에 대한 수요를 촉진하고 있습니다. 또한, 이 지역에는 숙련된 과학자와 엔지니어들이 풍부하고, 임상 시험 및 약물 개발 활동의 아웃소싱이 증가함에 따라 상당한 투자가 유치되고 있습니다. 단백질 공학 기술에 크게 의존하는 바이오시밀러 시장의 성장은 이 지역의 성장에 더욱 기여하고 있습니다. 결과적으로 아시아 태평양 지역은 핵심 시장으로 부상하고 있습니다.
유럽에서는 독일, 영국, 프랑스와 같은 국가들이 치료용 단백질, 산업용 효소, 농업 생명공학 분야의 혁신을 선도하고 있습니다. 이 지역은 유리한 규제 체계를 갖추고 있으며, 합성 생물학 및 CRISPER와 같은 최첨단 분야 연구에 대한 유럽 연합의 자금 지원을 받고 있습니다. 만성 질환 유병률 증가와 개인 맞춤형 의료에 대한 수요 증가는 이러한 기술 도입을 더욱 촉진하고 있습니다. 또한, 단백질 공학 시장 분석에 따르면 유럽의 엄격한 규제 기준은 고품질 단백질 공학 개발을 촉진하여 경쟁력을 강화하고 학계, 생명공학 기업, 제약 회사 간의 협력을 장려하고 있습니다.
중동 및 아프리카 지역, 특히 UAE, 사우디아라비아, 아프리카 국가에서 이 분야의 성장이 두드러지고 있습니다. 이 지역은 의료 인프라 개선에 주력하고 있으며, 여러 국가가 생명공학 및 제약 분야의 발전을 중시하고 있습니다. 남아프리카공화국, 사우디아라비아, UAE와 같은 국가는 정부 주도의 정책과 국제 기업과의 파트너십을 통해 생명공학 연구 개발이 급증하고 있습니다. 이 시장은 다른 지역에 비해 아직 초기 단계이지만, 개인 맞춤형 의료, 바이오 의약품, 그리고 이 지역에서 만연한 질병 연구에 대한 관심이 높아지면서 새로운 단백질 공학 시장 기회가 창출되고 있습니다.
라틴 아메리카의 시장 점유율은 브라질, 멕시코, 아르헨티나를 중심으로 생명공학 분야에 대한 투자 증가에 힘입어 꾸준히 증가하고 있습니다. 이 지역은 치료용 및 농업용 단백질 생산에 중점을 두고 지역 의료 및 식량 생산의 어려움을 해결하고 있습니다. 특히 종양학, 감염성 질환, 만성 질환 분야에서 첨단 치료법에 대한 수요 증가는 시장 혁신을 촉진하고 있습니다. 그러나 이 지역은 일관되지 않은 규제 체계, 최첨단 기술에 대한 접근성 제한, 재정적 제약 등의 어려움에 직면해 있으며, 이는 지역 전체에서 유전자 변형 단백질의 광범위한 도입에 부정적인 영향을 미칠 것입니다.
주요 기업 및 시장 점유율 분석:
단백질 엔지니어링 시장은 국내외 시장에 정밀 측정 제품을 제공하는 주요 기업들이 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다. 주요 기업들은 연구 개발(R&D) 및 제품 혁신 분야에서 다양한 전략을 채택하여 글로벌 단백질 엔지니어링 산업에서 확고한 입지를 구축하고 있습니다. 단백질 엔지니어링 시장의 주요 기업은 다음과 같습니다.
- 애질런트테크놀로지스 (미국)
- Thermo Fisher Scientific Inc. (미국)
- GenScript (미국)
- Merck KGaA (독일, 유럽)
- Nabla Bio, Inc (미국)
- Bio-Rad Laboratories, Inc (미국)
- Bruker (미국)
- GE HealthCare (미국)
- Absolute Antibody (영국)
- MonodBio (미국)
최근 업계 동향:
출시:
- 2024년 8월, Bruker는 한국기초과학지원연구원(KBSI)에 1.2GHz Avance 핵자기공명 분광기가 설치되어 있습니다. 이 최첨단 1.2GHz 핵자기공명 분광기는 KBSI 산하 한국기초과학지원연구원의 생체 분자 구조 분석 및 신약 개발 역량을 더욱 강화하여 단백질 핵자기공명 연구의 경계를 넓혀줍니다.
사업 확장:
- 2024년 8월, Bio-Rad는 SpyLock 기술을 통해 선구적인 항체 발굴 플랫폼을 확장할 예정입니다. SpyLock 기술은 항체의 정밀한 결합 및 안정화를 가능하게 하여 항체 발굴 프로세스를 더욱 빠르고 효율적으로 진행할 수 있도록 지원합니다. SpyLock 기술은 항체 발견 과정을 간소화함으로써 단백질 엔지니어링 시장 전반에 걸쳐 혁신을 촉진하고 진단, 약물 전달 및 개인 맞춤 의학 분야의 새로운 응용 분야를 촉진할 것입니다.
기술 발전:
- 2024년, 애질런트 테크놀로지스는 단백질 분석을 위한 새로운 자동 병렬 모세관 전기영동 시스템 출시를 발표했습니다. 이 새로운 플랫폼은 제약, 생명공학, 식품 분석 및 학계 전반의 분석 워크플로우에서 핵심적인 역할을 하는 복잡한 단백질 혼합물 분석의 효율성을 간소화하고 향상시킵니다.
단백질 공학 시장 보고서 인사이트:
| 보고서 속성 | 보고서 세부 정보 |
| 연구 일정 | 2018-2031 |
| 2031년 시장 규모 | 81억 1,163만 달러 |
| CAGR (2024-2031) | 13.3% |
| 방법별 |
|
| 단백질 유형별 |
|
| 지역별 |
|
| 주요 기업 |
|
| 북미 | 미국 캐나다 멕시코 |
| 유럽 | 영국 독일 프랑스 스페인 이탈리아 러시아 베네룩스 기타 유럽 |
| 아시아 태평양 | 중국 대한민국 일본 인도 호주 아세안 아시아 태평양 지역 |
| 중동 및 아프리카 | GCC 터키 남아프리카공화국 중동 및 아프리카 지역 |
| 중남미 | 브라질 아르헨티나 칠레 아시아 태평양 지역 LATAM |
| 보고서 범위 |
|
