산업동향
방선균유래 항생,항암물질 생합성 연구의 최근 연구동향
- 등록일2002-05-31
- 조회수13822
- 분류산업동향 > 제품 > 바이오화학･에너지
kis2002-5-3.pdf
방선균유래 항생 · 항암물질 생합성 연구의 최근 연구동향
명지대학교 생명과학부
현창구 · 홍순광 / (주)아트만바이오사이언스
1. 항생 · 항암물질 생산의 보고로서 방선균
자연은 임상에서 유용하게 이용되는 항생제, 항암제, 면역억제제 뿐만 아니라 가축용이나 농업에 이용되는 생장촉진제, 살충제, 제조제, 구충제 등을 포함하여, 경이로울 정도로 무수한 생물학적 활성을 지니는 화합물들을 창조해 낸다. 이러한 생리활성물질을 생산하는 미생물 중 여전히 75% 이상은 방선균에 의한 것이며, 이러한 이유로 방선균은 항생물질로 대표되는 다양한 생리활성물질을 생산하는 천연유기화합물의 보고로서 신물질의 탐색 및 생합성 기작에 대해 깊이 연구되어 왔다. 실제적으로 최근 20년간 보고된 생리활성물질중 방선균 유래의 것은 대략 64% 정도로, 곰팡이류 25.6%, 기타 미생물 10%에 비해 여전히 높은 비율을 나타내고 있고, 더욱이 이러한 생리활성물질이 항암제인 경우에는 방선균 유래가 82%이상으로 절대 다수를 차지하고 있다고 보고되었다. 그러나 신규 생리활성물질 탐색과정에서 이미 밝혀진 물질이 재차 분리되는 악순환이 계속되면서, 그 경제성과 효용성이 현격하게 떨어지고 있기 때문에 신규 생리활성물질 탐색의 효용성을 높이는 다양한 노력이 수행되어지고 있다. 그러한 일례로 rare actinomyces를 탐색하거나 target-directed screening, 발효조건 등에 변화를 주는 연구도 진행되고 있다. 최근, 분자생물학적 연구방법이 발달하면서 생리활성물질 생산균주에 대한 생합성 효소와 그 유전자들의 발현기작에 대한 연구가 고전적인 생리활성물질의 스크리닝 방법과 더불어 새로운 생리활성물질 탐색에 대한 중요한 연구분야가 되고 있다. 실제로, 다양한 생리활성물질의 생합성 유전자들이 분리되고 분자유전학 수준에서 이들의 생합성 과정을 예측할 수 있게 되면서 생리활성물질 생합성 효소들 사이에 연관관계가 높다는 사실을 알게 되었다. 또한, 미생물들의 이차대사과정에 관여하는 효소들이 일차대사과정에 관여하는 효소와는 달리 절대기질특이성이 상대적으로 미약하기 때문에 본래의 기질과 유사한 여러가지 기질과 반응할 수 있다는 연구결과들은, 생리활성물질의 생합성 과정을 분자유전학적 수준에서 연구하는 연구자들에게 생합성유전자를 계획적으로 조작하여 천연물의 구조를 변환시키는 연구를 시도케 하였으며, 그 결과 새로운 유전자의 도입과 특정 유전자의 발현을 차단시키는 방법을 이용한 신규 항생물질의 창출을 가능하게 하였다. Combinatorial Biosynthesis라고 명명된 이러한 신기술은 ① 생물체로부터 유용 생리활성물질 생합성 유전자를 확보하고, ② 이들을 합리적 신약구조 설계에 따라 조작ㆍ발현시켜며, ③ 생산된 신규물질을 분리 정제하여 그 구조를 분석함과 아울러 ④ 약효 및 신기능을 검색하는 일관된 과정으로 구성되며, 새로운 생물학적 역가나 내성문제를 극복한 천연물질 유도체 개발에 효과적으로 이용되기 시작했다.
본 고에서는 방선균이 생산하는 다양한 생리활성물질 중 항생ㆍ항암물질 생합성에 관한 2000년 이후부터의 연구동향과 유전자 조작을 통한 신규항생ㆍ항암물질 개발동향, 그리고 앞으로의 전망에 대해 기술하고자 한다.
...................(계속)
☞ 자세한 내용은 내용바로가기 또는 첨부파일을 이용하시기 바랍니다.
관련정보