조선대는 신송엽 의예과 교수팀이 여러 종류의 항생제에 대한 내성을 동시에 갖고 있는 다제 내성균에 강한 활성을 보이는 천연 항생물질을 모방한 새로운 항생제를 개발, 기존 항생제를 대체할 신약 개발 가능성을 제시했다고 1일 밝혔다.
신 교수팀은 방정규 한국기초과학지원연구원(KBSI) 바이오융합연구부 박사팀과 공동으로 천연항생제라고 알려진 항균 펩타이드의 양친매성 특성을 모방한 새로운 저분자 천연항생제 모방체의 개발에 성공했다.
이번에 개발한 양친매성 화합물은 내성균에 대항해 강한 활성을 보이면서도 독성이 적고 효소에 안정하며 대량 생산이 가능해, 기존의 합성 항생제를 대체할 차세대 신약 개발의 가능성을 열었다.
신송엽 교수는 약물의 활성 및 작용기작을, 방정규 박사는 저분자 천연 항생제 모방체의 설계 및 합성을 담당했다.
공동연구팀이 개발한 항균 펩타이드 모방체는 데옥시티미딘을 몸체로, 두 개의 구아니딘 또는 아민 그룹을 연결해 양이온성(친수성)을 띠게 하고 2개의 아다만틴 작용기를 연결해 소수성을 띠게 해 항균 펩타이드와 동일한 형태의 양친매성 구조를 이루도록 설계했다.
이 모방체 화합물은 기존의 항생제에 내성을 보이는 다제 내성균을 포함한 광범위한 그람양성균 및 그람음성균에 대해 강력한 항균력을 나타냈으며 단백질 분해 효소와 혈청에 대해서도 강한 저항성을 보였다. 700~800 달톤(Da, 질량단위) 정도 분자량을 갖는 저분자 물질로서 제조 과정이 간단하기 때문에 펩타이드 제조의 일반적 단점인 복잡한 개발 공정과 고비용의 문제를 극복할 수 있다.
항생제 내성을 일으키는 주범인 세균이 생산하는 바이오필름 형성을 억제하거나 성숙된 바이오필름을 제거하는 항바이오필름 활성을 갖고 있어 항바이오필름제로서 응용이 가능하다. 특히, 이 약물을 기존 항생제와 병행 치료시 항균활성이 상승되는 효과를 누릴 수 있어, 항생보조제로 사용이 가능한 점도 주목할 부분이다.
이번 연구는 조선대의 지역대학우수과학자지원사업, 창의·도전연구기반지원사업, 박사후국내외연수사업 및 선도연구센터사업과 한국기초과학지원연구원 주요사업지원으로 수행됐다. 항생제 분야 세계적 권위의 국제학술지인 '항균제 국제저널'지 온라인판에 게재됐다.
신송엽 교수는 “이번 연구에서 개발된 항균 펩타이드 모방체는 항균작용 뿐만아니라 항바이오필름활성 및 항염증활성도 갖췄다”며 “항균 펩타이드의 생체 내 불안정이라는 한계점을 극복했다는 점에서 큰 의의가 있다”고 말했다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
