(MIT engineers have developed new antimicrobial peptides based on a naturally occurring peptide produced by a South American wasp. Credit: Wikimedia, Charles J. Sharp)
여러 차례 소개한 것처럼 항생제 내성은 21세기 인류가 직면한 가장 큰 위협 가운데 하나입니다. 현재까지는 인간이 다소 우세한 상태일지 모르지만 내성균의 출현에 비해 새로운 항생제 개발은 상대적으로 느리게 진행되고 있어 미래는 장담할 수 없는 상황입니다. 당연히 새로운 항생제를 개발하기 위한 연구가 시급한 상황입니다. 많은 과학자들이 이 문제의 해답을 찾기 위해 자연계의 독을 연구하고 있습니다. 벌에 있는 독 역시 과학자들의 관심을 끌고 있는데 세균에 치명적인 물질이 많기 때문입니다. 문제는 이 독이 사람에게도 치명적이라는 것입니다. 따라서 유용한 항생제 후보 물질을 찾기가 쉽지 않습니다.
MIT의 연구팀은 남미에 서식하는 말벌의 일종인 Polybia paulista 의 독에서 12개의 아미노산으로 이뤄진 간단한 펩타이드를 분리한 후 이를 변형해 인체에 무해할 것으로 보이는 물질을 찾아냈습니다. 물론 처음부터 인간에 테스트 하기는 위험하기 때문에 인간 신장 줄기세포를 이용해 독성을 검증한 다음 녹농균에 감염된 쥐를 대상으로 동물 실험을 진행했습니다. 그 결과 사람 세포에 해가 없으면서도 녹농균을 효과적으로 제거하는 펩타이드를 찾아냈습니다.
이 펩타이드가 세균을 억제하는 기전은 다른 항생제와 비슷하게 세균에만 있는 세포막 형성을 방해하는 것입니다. 세균이 분열을 통해 증식하고 성장하기 위해서는 세포막을 새로 만들어야 하는데 이 과정을 막으면 증식이 안되거나 죽는 것이죠.
물론 실제 항생제로 개발하기 위해서는 많은 과정이 남아 있습니다. 비록 실제 항생제 개발로 이어지지 못하더라도 세균의 세포막 형성 과정을 더 잘 이해한다면 이를 억제할 약물 개발도 수월해질 것입니다.
참고
Marcelo D. T. Torres et al. Structure-function-guided exploration of the antimicrobial peptide polybia-CP identifies activity determinants and generates synthetic therapeutic candidates, Communications Biology (2018). DOI: 10.1038/s42003-018-0224-2
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