천연물질 항생제 개발 실마리 찾았다

국내 연구진이 조류독감 등의 원인이 되는 단백질인 뉴라미니데이즈에 오동나무에서 추출한 천연 플라보노이드가 결합된 3차원 구조를 밝혀냈다. 이에따라 새로운 기전의 천연물질 항생제 개발에 대한 기대감이 나온다.

연구진은 오동나무에서 추출한 플라보노이드가 뉴라미니데이즈 활성억제 효능이 있음을 밝힌 뒤, 이 플라보노이드와 뉴라미니데이즈 복합체의 3차원 구조를 X-선 결정학적 방법을 통해 알아냈다고 19일 밝혔다.

▲ (A) 디플라콘(녹색, 막대모양)이 결합하고 있는 뉴라미니데이즈의 삼차원 복합체 구조로 프로펠러의 β병풍구조(연두색)를 기본골격으로, 2개의 짧은 α-나선구조(자주색)가 연결고리(노란색)를 통해 이어져 있다. (B) 뉴라미니데이즈 활성부위 확대그림물분자(빨간색, W1,W2)를 포함한 수소결합이 상호작용에 기여하는 것을 보여준다.

현재 사용되고 있는 시알산을 기반으로 한 타미플루, 리렌자 등의 뉴라미니데이즈 억제제가 아닌 플라보노이드계 천연물도 뉴라미니데이즈를 효과적으로 억제할 수 있음을 원자수준에서 규명한 것이다.

연구진은 디플라콘이 복막염이나 가스 괴저병을 유발하는 병원성 세균(클로스트리디움)의 뉴라미니데이즈와 원자수준에서 어떻게 결합해 효소기능을 억제하는지 확인했다.

이번에 규명된 플라보노이드 복합체는 사람이 가진 뉴라미니데이즈에는 작용하지 않을 것으로 계산돼, 부작용의 가능성이 낮을 것이라고 연구팀은 주장했다.

▲ 오동나무의 잎․줄기(상단 왼쪽)에서 추출된 천연 플라보노이드인 디플라콘(상단 화살표)을 이용해 병원성 세균 및 바이러스의 뉴라미니데이즈를 선택적으로 저해하는 것을 확인했다(상단 오른쪽). 이를 토대로 X-선 결정학을 이용해 뉴라미니데이즈-플라보노이드(디플라콘)의 원자 수준 해상도의 삼차원 복합체 구조(아래)를 규명, 천연 플라보노이드 기반 새로운 항뉴라미니데이즈 신약개발 연구에 필요한 정보를 제시했다.

광주과학기술원 엄수현 교수와 경상대 박기훈 교수(공동 교신저자)의 주도로 광주과학기술원 이영진·윤형섭 박사과정 학생과 한국생명공학연구원 류영배 박사(공종 제1저자)가 진행한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업과 광주과학기술원 노벨 스타이츠 구조생물연구센터사업 등의 지원으로 수행됐다.

엄 교수는 “최근 항바이러스제 내성을 보이는 바이러스의 출현으로 새로운 뉴라미니데이즈 억제제 개발의 필요성이 대두되고 있다”며 “이번 연구결과가 현재 보고되고 있는 항균 및 항바이러스제 내성 뉴라미니데이즈를 타깃으로 하는 플라보노이드 기반 천연물 신약개발에 기여할 것”이라고 말했다.

연구결과는 결정구조 분야 국제학술지 악타 크리스탈로그래피카 섹션D(Acta Crystallographica Section D) 5월호에 게재됐다.

-대한민국 의학전문지 헬스코리아뉴스-

이순호 기자 다른기사 보기