오래된 항생제를 개량해 항생제 내성균에 듣는 새로운 항생제 만든다

(Scanning electron micrographs at 10,000× magnification of vancomycin resistant E. faecium E155 cells. Left: untreated cells, middle: cells treated with bacitracin, and right: cells treated with next-generation bacitracin. Credit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2315310121)

바시트라신(bacitracin)은 1945년 세균에서 분리된 항생제로 현재까지도 사용되고 있습니다. 작용 기전은 세균의 세포벽과 세포벽의 주요 성분인 펩티도글리칸 합성을 방해해 그람 양성균의 증식을 방해하는 것입니다. 바시트라신은 상처에 바르는 연고에 흔히 사용되는 때문에 우리 주변에서 쉽게 볼 수 있는 항생제이지만, 그런만큼 이제는 내성균이 늘어나 효과가 떨어지고 있습니다.

네덜란드 라이덴 대학 (Leiden University)의 생화학 교수인 나다니엘 마틴 (Nathaniel Martin)은 바시트라신의 작용 기전에 대해서 아직 완전히 이해되지 않은 부분이 있고 이를 개선해 항생제의 효과를 더 높일 수 있다는 증거를 발견했습니다.

연구팀은 바시트라신이 세포벽에 결합하는 방식을 연구했습니다. 이 항생제는 세균의 세포벽에 분자 결정 구조를 이뤄서 결합합니다. 연구팀은 여기서 더 깊이 들어가 바시트라신이 세포벽 분자와 결합하는 다섯 개의 위치를 찾아냈고 이 결합을 수백 배 더 강하게 만들 방법을 알아냈습니다.

이렇게 만든 바시트라신은 실험실 환경에서 반코마이신 내성균더 효과적으로 억제하는 것으로 나타났습니다. 발견된지 70년이 지난 항생제를 개량해 새로운 항생제로 사용할 수 있는 가능성이 열린 것입니다.

상당한 개조를 거친 다른 항생제와 달리 바시트라신은 개발된지 70년 동안 아무 개조 없이 원형 그대로 사용되고 있습니다. 하지만 이렇게 오래된 항생제도 개조를 통해 새 생명을 찾을 수 있습니다. 오래전 개발된 다른 항생제에도 다시 눈길을 주어야 하지 않을까하는 생각이 드는 대목입니다.

참고

https://phys.org/news/2024-07-antibiotic-potent.html

Ned P. Buijs et al, A classic antibiotic reimagined: Rationally designed bacitracin variants exhibit potent activity against vancomycin-resistant pathogens, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2315310121

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