내성 강한 결핵...결핵균 단백질서 치료 해법 개발

[이뉴스투데이 강민수 기자] 결핵을 치료할 수 있는 새로운 펩타이드 항생제 개발 가능성이 제시됐다.

16일 한국연구재단에 따르면 이봉진 서울대 교수 연구팀이 결핵균의 독소·항독소 복합체 단백질의 구조에 기반해 결핵균을 사멸시킬 수 있는 항생제 후보물질인 펩타이드를 개발했다.

결핵균과 병원성 대장균 등 주요 병원체에 대한 항생제 내성이 중가하고 있다. 항생제 개발이 시급한 가운데 독소-항독소 시스템은 병원균, 미생물 등의 원핵생물에만 존재하며 직접적으로 세포사멸에 관여한다는 면에서 유망한 항생제 신약 타깃으로 연구되고 있다.  

연구팀은 X-선 결정학과 핵자기공명 분광학 분석을 통한 스펙트럼 해석을 통해 3차원 구조분석을 진행했다.

연구결과, 핵산에 결합하는 항독소 단백질의 주요 아미노산 잔기를 밝혔다. 또 결핵균 독소와 항독소의 결합 과정에서 일어나는 특이적인 구조적 변화를 첫 규명했다.

연구팀은 자연 상태에서는 견고한 복합체를 이루는 독소-항독소 복합체에 독소의 구조를 모방한 펩타이드를 첨가함으로써 복합체로부터 독소를 유리시켜 실제로 결핵균의 생장이 저해될 수 있음을 증명했다. 

이는 인체에 독성이 적으면서 특정 병원성 균에만 효과적으로 작용하는 항생제를 개발할 수 있는 가능성을 나타낸다고 연구팀은 설명했다.

이봉진 교수는 “이 연구는 결핵균 내에서 독소-항독소 복합체 형성 시의 특이적인 구조적 변화 및 결합 양상을 첫 밝혔다"며 "이 정보를 이용해 결핵균을 사멸할 수 있는 펩타이드 저해제를 도출했다"고 연구 의의를 설명했다.

그러면서 "인체 부작용이 적고 특정 병원성 균에만 작용하는 항생제 개발이 좀 더 신약 발굴 기간을 단축하며 이뤄질 가능성이 높아졌다"며 "내성 문제에 직면해 있는 결핵균 치료에 새로운 해법이 될 수 있을 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

한편 이번 연구는 미래창조과학부·한국연구재단 기초연구사업(개인연구), 한·인도 해외협력기반조성사업의 지원으로 수행됐다.

생화학·분자생물학 분야 국제학술지 뉴클레익 엑시드 리서치 (Nucleic Acids Research) 5월31일자에 게재됐다.