［과학］단백질로 ‘결핵’ 치료한다

▲ X-선 결정학과 핵자기공명 분광학을 토대로 한 신약 개발

서울대 의대, 독소-항독소 구조 기반 결핵 치료 후보 물질 제시

단백질로 결핵을 치료할 수 있는 가능성이 열렸다.

한국연구재단은 서울대 의대 이봉진 교수 연구팀이 결핵균은 사멸시킬 수 있는 항생제 후보물질로 두 개 이상의 아미노산 분자로 이루어지는 화학 물질인 펩타이드를 개발했다고 16일 밝혔다.

연구팀은 세균의 생장을 저해할 수 있는 독소와 독소 활성을 막아 세균의 생존을 유지하는 항독소 복합체(독소-항독소 복합체)에 주목했다.

이 시스템은 병원균, 미생물 등 원시적인 핵새포를 가진 생물에만 존재하며, 직접적으로 세포사멸에 영향을 미치기 때문에 유망한 항생제 신약 대상으로 연구되고 있다.

연구팀은 3차원 구조분석을 진행했다.

이때 사용된 방식은 X선을 이용해 물질의 조성, 단백질, DNA 구조를 분석하는 X-선 결정학과 핵자기공명 분광학이다.

핵자기공명 분광학은 원자핵이 가지는 자기모멘트와 외부에서 가하는 자기장을 이용해 공명현상을 관측하는 것으로 MRI의 기본 원리다.

그 결과, 핵에 다량으로 존재하는 산성물질(핵산)에 결합하는 항독소 단백질의 주요 아미노산을 찾았다.

또 결핵균 독소와 항독소의 결합 과정에서 일어나는 특이적인 구조적 변화를 최초로 규명했다.

연구팀은 자연 상태에서는 견고한 복합체 형태인 독소-항독소 복합체에 독소 구조를 모방한 펩타이드를 첨가해 복합체로부터 독소를 분리시켜 결핵균 생장이 저해될 수 있음을 증명했다.

인체에 독성이 적으면서 특정 병원성 균에만 효과적으로 작용하는 항생제를 개발할 가능성을 보인 것이라고 연구팀은 설명했다.

이봉진 교수는 “이 연구는 결핵균 내에서 독소-항독소 복합체 형성 시의 특이적인 구조적 변화 및 결합 양상을 최초로 밝힘과 동시에 이 정보로 결핵균을 사멸할 수 있는 펩타이드 저해제를 도출한 것”이라며 “앞으로 내성 문제에 직면해 있는 결핵균 치료에 새로운 해법이 될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구 의의를 설명했다.

이 연구 결과는 지난 5월 31일 생화학·분자생물학 분야 국제학술지 ‘뉴클레익 엑시드 리서치(Nucleic Acids Research)’에 실렸다. 최소망 기자somangchoi@

▲ 서울대 약학대 이봉진 교수