국내 연구진이 패혈증을 일으키는 병원균과 항생제 내성을 가진 슈퍼박테리아를 자폭시켜 없앨 수 있는 방법을 찾아냈다.

서울대 약대, 포항가속기 연구소, 제주대 약대, 덕성여대 약대 공동연구팀은 독소-항독소 단백질의 3차원 구조를 밝혀내 독소 활성화를 통한 병원균 사멸 유도원리를 확인했다고 10일 밝혔다. 이번 연구는 항생제 내성 슈퍼박테리아를 없앨 수 있는 차세대 항생제 설계의 실마리가 될 것으로 기대되고 있다. 이 같은 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’ 2월 10일자에 실렸다.

20세기 초 처음 등장한 항생제는 많은 생명을 구한 기적의 약으로 받아들여졌다. 그렇지만 남용으로 인해 항생제 효과가 제대로 나타나지 않는 항생제 내성균이 등장했다. 2020년 세계보건기구(WHO) 보고에 따르면 최근 개발된 항생제 대부분은 슈퍼박테리아에 취약한 것으로 확인됐다. 또 현재 개발된 항생제들은 대부분 그람 음성균을 타겟으로 하고 있어서 그람 양성균에 의한 감염에는 대응이 쉽지 않다는 것이 확인됐다.

연구팀은 패혈증 원인균이자 그람 양성균인 포도상구균에서 유래된 독소단백질과 독소-항독소 결합체 단백질의 3차원 구조를 4세대 방사광가속기를 이용한 X선 결정학으로 밝혀냈다. 또 생물리학 분석으로 독소단백질의 활성화 부위를 확인했다. 그 결과 활성 유지를 통해 병원균의 mRNA를 분해하는 것을 밝혀냈다.

즉 두 단백질의 강제적 결합방해를 통해 독소단백질이 지속적인 독소 활성을 나타내도록 해 포도상구균, 폐렴막대균, 탄저균, 결핵균을 사멸할 수 있음을 규명했다.

이봉진 서울대 약대 교수는 “이번 연구결과는 구조기반 약물 설계법을 이용한 빠른 약물 개발을 가능케 할 것”이라며 “슈퍼박테리아 중 빠른 대처가 필요한 메티실린 내성 황색포도상구균 뿐만 아니라 폐렴막대균, 탄저균, 결핵균에 대처할 수 있는 약물 설계 실마리가 될 것으로 기대한다”고 설명했다.