한국기초과학지원연구원 광주센터 이성수 박사 연구팀과 광주과학기술원 화학과 서지원 교수 연구팀이 내성균인 그람 음성균에 강한 항균 활성을 보이는 펩토이드 기반 새로운 항균 약물을 개발하고 그 효능을 규명했다고 밝혔다.

공동연구팀이 개발한 항균 약물은 인공 펩타이드 유도체인 펩토이드 골격을 기반으로, 박테리아의 세포막과 특이적으로 잘 결합하도록 설계됐다. 이 펩토이드 약물은 적정농도에서는 적혈구 등 인체 세포에 대해 낮은 독성을 보이는 반면, 박테리아의 여러 타깃을 동시다발적으로 공격해 대부분을 파괴하는 것으로 관찰되었다.  

KBSI 이성수 박사 연구팀은 확장된 홀로토모그래피 실시간 정량 분석기술을 활용, 박테리아를 자동으로 식별하고 새로 개발한 항균 펩토이드를 처리한 후 박테리아의 내부 물질 및 세포막에 대한 굴절률, 부피, 질량 등의 변화를 정량적으로 분석했다.

특히, 항균 펩토이드 처리 후 박테리아의 내·외부에서 입체적으로 일어나는 세포막 파괴 및 세포 내 응집 현상 과정을 3차원으로 관찰하고, 효용성을 실시간으로 검증해 항생제 개발의 새로운 패러다임을 제시했다. 

이번에 개발한 항균 약물은 내성균 및 병원성 미생물에도 강한 활성을 보여, 궁극적으로 내성 극복이 가능한 차세대 항생제의 개발 전략 및 메커니즘 연구에 기여할 것으로 전망된다.

연구팀은 “이 연구는 국내 토종기술로 개발된 국산 분석장비의 3차원 실시간 홀로토모그래피 기술을 활용, 내성균 치료제의 개발 및 작용기전을 밝힌 성과”라며, “향후 유해인자로 인한 질병의 발병기작 이해 및 치료방법 개발에 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

양성광 KBSI 원장은 “이번 연구성과는 우리연구원이 개발한 분석과학 신기술로, 인류의 골칫덩이인 슈퍼박테리아 극복에 새 해법을 제시한 것”이라며, “KBSI 광주센터가 지역소재 우수 대학과 공동연구를 통해 국가․사회적 현안 해결에 기여하는 혁신적인 결과를 이뤄낸 점에서 더욱 뜻깊다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘Advanced Science’에 게재됐다.