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NEW 약대 이봉진 학장팀, 항생제 내성균 출현 지연을 위한 新전략 제안
- 2025-02-19
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우리 학교 약학대학 이봉진 학장팀이 항생제 치료 기간을 단축하고 항생제 내성균 출현을 지연시킬 수 있는 새로운 전략을 제안했다.
이봉진 학장(사진)은 살모넬라균 유래 독소- 항독소 단백질 ResTA 복합체의 삼차원 구조를 규명함으로써 지속성 균주 형성을 억제하는 새로운 기전을 제시했다고 밝혔다. 해당 내용은 약리학 및 약학 분야 국제 학술지 <Drug Resistance Updates> 1월 온라인판에 실렸다. 이봉진 학장이 교신저자로, 서울대 은현종 박사와 국립암센터 장석원 연구원이 공동 제1저자로 참여했다.
항생제는 세균 감염증에 대한 치료제로 사용되는 물질로, 항생제의 장기간 사용은 내성을 유발할 수 있다. 또 항생제 치료 이후에도 일부 세균이 살아남아 지속성 균주(persister)를 형성, 세균이 완전히 제거되지 않도록 해 재발 감염과 만성 감염을 유발할 수 있다. 이러한 요인은 새로운 항생제의 개발을 어렵게 하는 요인 중 하나다.
아주대 연구팀은 지속성 균주 형성이 항생제 내성 및 치료 실패의 핵심 요인 중 하나라는 점에서, 지속성 균주 형성을 억제해 내성균의 출연을 지연시키는 새로운 전략이 필요하다고 판단했다.
이에 연구팀은 살모넬라균 유래의 독소-항독소 단백질 ResTA 복합체의 삼차원 구조를 X선-결정학법을 이용해 분석했다. 이 과정에서 항독소 단백질 ResA의 독소 단백질 ResT 결합 부위 및 DNA 결합 부위를 각각 규명했고, 이렇게 얻은 구조정보를 통해 ResA의 ResT 활성 억제 원리를 밝혀냈다.
또 구조 및 생화학적 분석을 통해 독소 단백질 ResT의 리보솜 결합 부위 아미노산을 규명했다. 연구팀은 이를 바탕으로 해당 부위의 아미노산 변이 단백질을 이용한 세포 실험을 수행, aminoglycosides 항생제군에 의한 지속성 균주 형성에 해당 부위의 아미노산이 영향을 미친다는 사실을 규명했다.
연구팀은 최종적으로 독소 단백질 ResT를 과발현시킨 살모넬라균의 전사체 분석을 통해 ResT 활성화에 따른 지속성 균주 형성의 잠재적 메커니즘을 제시하는데 성공했다.
이봉진 교수는 “기존 항생제를 단독 투여하는 경우, 지속성 균주로 인해 치료가 실패하거나 항생제 내성균이 출현할 가능성이 높다”라며 “그러나 이번 연구를 기반으로 한 지속성 균주 형성 억제 후보 물질을 기존 항생제와 병용할 경우, 치료 효과를 높이고 내성균 출현을 지연시킬 수 있다”라고 설명했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업(기본연구) 의 지원으로 수행됐다.