고려대 송현규 교수 연구팀.. ‘Nature’ 자매지에 논문 게재

[아시아경제 김도형 기자]고려대학교 송현규 교수 연구팀의 연구가 세계적 학술지 ‘Nature’의 자매지에 게재됐다.

고려대 생명과학부 송현규 교수 연구팀은 세균 내 단백질 분해를 담당하는 가수분해효소 ClpP의 활성 기전과 항생제 ADEP(acyldepsipeptide) 작용기전의 결합구조를 규명함으로써 새로운 항생제 개발의 가능성을 열었다고 22일 밝혔다.

이번 연구는 교육과학기술부 프로테오믹스이용 기술개발사업 및 개인연구사업(전 학진기초사업)의 지원을 받아 수행됐다. 고려대 송현규 교수의 주도 아래 박사과정의 이병길 씨가 주저자로 연구를 진행했다. KIST 전혜성 박사와 다국적 제약회사 'AiCuris(바이엘사 자회사)'의 연구원들도 연구에 참여했다.

특히 이번 연구는 자연과학 분야의 세계적 권위지인 ‘Nature’의 자매지 ‘네이처 구조 분자 생물학 (Nature Structure & Molecular Biology)’ 3월 21일(현지시각)자 온라인 판에 게재됐다.

ClpP는 ATP-분해효소와 복합체를 형성하여 세포 내 단백질 분해를 관장하는 효소로 항생제 ADEP(acyldepsipeptide)는 이 ClpP 가수분해 효소에 작용해서 분해되어야 하는 세균의 단백질 뿐 아니라 정상적 기능을 하는 세균의 단백질까지 분해시킴으로써 결국 세균을 죽음에 이르도록 한다.

기존 항생제는 세균 내 중요한 단백질의 활성을 없애는 원리로 약리활성을 보인다. 그러나 AiCuris사에서 합성된 ADEP는 세균 내 단백질을 분해하는 ClpP의 활성을 증가시켜 약리활성을 나타내는 신개념의 항생제로 내성균에 특히 효능이 좋다.

이번 연구를 통해 표적 단백질인 ClpP의 활성화 기전을 명확히 밝혔기 때문에 더욱 향상된 ADEP 계열의 신약을 기대할 수 있게 되었다.

송현규 교수 연구팀은 ClpP와 ADEP를 결합시킨 복합체의 고해상도 결정구조를 밝히는 데에도 성공하였다.

X-선 결정학 및 전자현미경을 이용한 구조 연구와 돌연변이체를 이용한 생화학 실험을 통하여 ClpP 단백질의 활성화가 ClpP 가운데 원통모양의 통로가 넓혀짐으로써 일어난다는 것을 확인했고 항생물질이 결합하는 표적 ClpP 단백질의 결합부위도 명확히 규명하였다.

송현규 교수는 “이번 연구는 내성 균주에 특별히 좋은 활성을 보이는 독일제약회사의 신약 선도물질을 이용해서 세균의 생장에 중요한 역할을 하는 가수분해 효소 ClpP의 활성기전을 규명한 것으로, ClpP가 관여하는 많은 세포내 현상에 대한 기초정보를 제공할 뿐만 아니라 제약회사로 하여금 내성 균주를 공격할 신규 항생제 개발이 가능하도록 하는 결정적인 단서를 제공하였다”고 연구 의의를 설명하였다. 송 교수는 또 “일반인들도 쉽게 ClpP 활성기전을 볼 수 있도록 유튜브에 관련 동영상을 게시하였다”고 말했다.
(☞ 유튜브 링크)

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김도형 기자 kuerten@asiae.co.kr