국내 연구진이 항생제를 대체할 수 있는 항균 펩타이드를 대량생산하는 기술을 개발했다.
항균 펩타이드는 동식물을 비롯한 대부분의 생명체들이 감염과 같은 외부 위험으로부터 스스로를 보호하기 위해 사용되는 선천성 면역 물질로 기존 항생제에 내성이 있는 균에도 항균력이 뛰어나며, 새 내성균의 출현도도 적어 차세대 항생물질로 각광받고 있다.
문제는 항균 펩타이드가 화학합성과 유전공학적 발현을 통해 생산이 가능해 대량 생산에 제한이 있다는 점이었다.
건국대학교 동물생명과학대학 줄기세포재생생물학과 박찬규 교수팀은 녹색형광 단백질(GFP, engineered green fluorescent protein)과 대장균 발현 시스템을 이용해 ‘항균 펩타이드’ (antimicrobial peptide, AMP)를 대량 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.
연구진은 생물학 분야에서 가장 보편적으로 사용되는 단백질인 녹색형광단백질(GFP)의 메티오닌(methionine)을 제거하고 녹색형광단백질의 루프 지역(loop region)에 항균 펩타이드를 삽입했다.
그 결과, 융합 단백질 (fusion protein)은 불용성 단백질로 숙주세포 내에서 응집체 형태 (inclusion body)의 활성을 띠지 않는 상태로 발현됐으며 항균 펩타이드의 자체 독성으로 숙주세포의 성장을 저해하는 기존의 문제점을 극복했다.
또 숙주세포 내에서 생산된 펩타이드의 분해를 막아 항균펩타이드를 포함한 세포 내에서 독성을 나타내는 다양한 유용 펩타이드와 기능성 단백질의 효율적인 생산이 가능해졌다고 연구진은 설명했다.
박 교수는 “이번 연구는 산업적 의미가 크며 현재 국제특허(PCT) 출원을 진행하고 있다”며 “자연계 생명체에서 사용되는 방어기전 중 하나인 항균 펩타이드에 대한 연구 촉진을 위한 핵심 기술을 확보했을 뿐 아니라 항균 펩타이드의 경제적 생산과 산업화를 촉진 시킬 수 있는 발판이 될 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 ‘녹색 형광 단백질과 대장균 시스템을 이용한 기능성 항세균 단백질의 고효율 생산’ (Green fluorescent protein as a scaffold for high efficiency production of functional bacteriotoxic proteins in Escherichia coli)이라는 이름으로 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Report)에 지난 11일 게재됐다.
