△왼쪽부터 건국대 김병권 학생, 건국대 김양미 교수, 광주과기원 서지원 교수

건국대학교 KU융합과학기술원 김양미 교수(시스템생명공학과) 연구팀이 광주과학기술원 서지원 교수(화학과)팀과 함께 그람음성균 감염으로 인한 패혈증 치료제 후보물질인 '항균 펩토이드(Antimirobial peptoid)'를 개발했다.

다제내성 박테리아의 위협이 점차 심각해지면서 새로운 치료제 개발이 시급하다. 특히 그람 음성균의 외막에 존재하는 지질다당류(lipopolysaccharides, LPS)는 투과성 장벽 역할을 함과 동시에 혈류로 방출될 경우 강력한 면역반응을 유발해 생명을 위협하는 패혈증을 일으킬 수 있다. 그러나 기존 패혈증 치료용 항생제들은 해당 균에 높은 내성률을 보여 주고 있어, 새로운 작용 기전을 가진 항생제를 개발해야한다.

항균 펩토이드는 항균 펩타이드의 모방체로서, 단백질 분해에 대한 저항성을 가진 항균제로 활용되고 있다. 서지원 교수팀은 항균 펩토이드에 촉매성 금속 결합 모티프를 결합해 효능이 더욱 향상된 펩토이드 'Cu-ATCUN-펩토이드'를 개발했다. Cu-ATCUN-펩토이드는 세균의 세포막을 파괴하고, 라디컬 생성 반응을 촉매하며, 세균의 지질 과산화를 유도하는 항균기전을 가진다.

또한 김양미 교수팀은 항균 펩토이드가 그람음성균의 세포 외막 성분인 LPS로 인해 유발되는 톨유사수용체(TLR) 4의 과도한 면역 반응을 제어함으로써 패혈증을 치료하는 원리를 규명했다. 특히, Cu-ATCUN-펩토이드의 그람음성 패혈증 모델에서의 생존율을 크게 향상시키고, 항균효과와 염증 억제를 통해 장기 손상을 치료하는 등 우수한 패혈증 치료 효과를 입증했다.

이번 연구 결과를 활용해 내성균 감염을 치료하기 위한 새로운 접근법으로 치료제 개발 가능성을 크게 높일 것으로 기대된다.

이번 연구는 김양미 교수와 서지원 교수 연구가 공동 교신저자로 참여하고, 생명공학과 석사과정 김병권 학생이 공동 주저자로 참여하는 등 긴밀한 협력연구로 수행됐다.

해당 연구 결과는 의약 화학 분야 상위 4.9% 저널인 'Journal of Medicinal Chemistry'에 지난 8월 29일 온라인 게재됐으며, 국립보건연구원의 감염병 관리 기술개발 연구사업과 과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.