▲ 녹농균 OxyR 전체 단백질의 3차 구조와 센서 스위치의 변화 양상 (사진=미래창조과학부 제공) |
녹농균은 패혈증, 전신감염, 만성기도 감염증 등 심각한 난치성 감염을 일으킬 수 있는 위험한 세균이나 각종 항생제에 높은 내성을 갖고 있어 치료가 어려웠다.
11일 미래창조과학부와 한국연구재단에 따르면, 양 기관의 기초연구지원사업(중견연구자지원)과 농림축산식품부의 농림축산식품연구센터지원사업 지원으로 서울대학교 하남출 교수와 차의과학대학교 조유희 교수가 주도한 이번 연구는 세계적인 자연과학분야 권위지 미국국립과학원회보 피앤에이에스(PNAS; Proceedings of the National Academy of Sciences, USA) 4월 30일자에 게재됐다.
논문명은 ‘Structural details of the OxyR peroxide-sensing mechanism’.
▲ 하남출 교수(좌), 조유희 교수 (사진=미래부 제공) |
항생제 내성 빈도가 높은 녹농균의 경우 OxyR은 감염 후 숙주 내에서 증식하는데 중요한 역할을 한다. 치료에 있어서는 녹농균의 병원성을 저감할 수 있는 주요 타겟으로, 생화학적ㆍ구조적 특징에 대한 보다 정확한 규명이 필요한 실정이었다.
2001년 한국 연구진이 대장균의 OxyR 단백질은 일부 구조를 규명해 산화환원 상태에 따라 단백질의 구조가 현저히 바뀐다는 것을 밝혔으나, 아직까지 변화 과정이나 전체 단백질 구조는 밝혀지지 않았다.
이번 연구에서는 병원성 세균인 녹농균의 OxyR에 대해 일부가 아닌 전체 단백질의 구조를 최초로 규명했다는 데에 의의가 있다.
연구진은 OxyR 단백질의 구조분석으로부터 활성산소가 결합한 모습과 단백질의 전체 얼개 구조가 변해가는 중간단계의 구조도 동시에 밝힐 수 있었고, 이를 통해 활성산소 인식과 산화환원 스위치 작동에 대한 보다 정밀하고 일반적인 원리를 제시했다.
하남출 교수와 조유희 교수는 “이번 연구는 그동안 밝혀내지 못했던 산화환원 스위치의 작동원리를 세계 최초로 규명함과 동시에, 새로운 항독력제 타겟의 구조변화를 확인했으므로, 신개념의 항생제를 발굴하는데 중요한 기반이 될 것으로 기대된다”고 연구의의를 밝혔다.
항독력제(antipathogenics)는 기존의 항생제가 세균의 생장(growth)을 억제하는데 비해, 세균의 병원성ㆍ독력을 억제함으로써, 기존 항생제와 달리 내성문제에서 자유로운 신개념 항세균제이다.