녹농균 내성 구조 규명…新항세균제 개발 가능(05.11)

하남출 서울대·조유희 차의과대 교수팀, OxyR 단백질 구조를 밝혀

길애경 기자 kilpaper@hellodd.com 

 

▲녹농균 OxyR 전체 단백질의 3차 구조와 센서 스위치의 변화 양상.<이미지=한국연구재단 제공>

패혈증, 전신감염 등 심각한 난치성 감염을 일으킬 수 있는 녹농균 등 위험한 세균에 대항할 수 있는 새로운 항세균제 개발 가능성이 열렸다.

 

 

한국연구재단은 하남출 서울대학교 교수와 조유희 차의과학대학교 교수팀이 녹농균의 생존에 필수 요소인 OxyR 단백질 구조를 낱낱이 규명해 새로운 항세균제 개발이 가능해졌다고 11일 밝혔다.

 

OxyR는 세균에 존재하는 대표적인 활성산소 센서 단백질로 산소가 세포에 해를 입히기 전에 미리 활성산소를 인식해 방어 단백질의 생산을 유도하기 때문에 세균 생존에 필수적이다.

 

항생제 내성 빈도가 높은 녹농균의 경우 OxyR은 감염 후 숙주 내에서 증식하는데 중요한 역할을 한다. 치료에 있어서는 녹농균의 병원성을 저감할 수 있는 주요 타겟으로, 생화학적, 구조적 특징에 대한 보다 정확한 규명이 필요한 실정이었다.

 

국내연구진은 2001년 OxyR 단백질은 일부 구조를 규명했으나 변화과정이나 전체 단백질 구조는 밝혀지지 않았던 게 사실이다.

 

연구진은 녹농균의 OxyR 단백질과 OxyR 단백질의 산화환원과정을 모방하는 돌연변이체(C199D) 단백질의 전체와 일부에 대한 구조분석을 완료했다.

 

또 산화환원을 통한 단백질의 현저한 구조 변화의 원리를 확인했으며, 전체적인 구조변화를 통해 활성산소를 인식한 뒤 항산화 유전자에 결합할 수 있는 모델을 제시할 수 있었다.

 

연구팀의 이번 결과로 OxyR의 활성을 조절할 수 있는 새로운 화합물이나 천연물 혹은 RNA 앱타머를 설계하고 항독력제로 발굴할 수 있는 토대를 마련했다는 평가다.

 

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 기초연구지원사업(중견연구자지원), 농림축산식품부의 농림축산식품연구센터지원사업으로 진행됐다. 성과는 세계적인 자연과학분야 권위지 미국국립과학원회보 피앤에이에스(PNAS; Proceedings of the National Academy of Sciences, USA) 4월 30일자에 게재됐다.

 

연구팀은 "이번 연구는 그동안 밝혀내지 못했던 산화환원 스위치의 작동원리를 세계 최초로 규명함과 동시에, 새로운 항독력제 타겟의 구조변화를 확인한 것"이라면서 "신개념의 항생제를 발굴하는데 중요한 기반이 될 것으로 기대된다"고 말했다.