바이오인

유산균을 이용한 백신 단백질 생산 연구동향

김슬아, 이일교, 한남수

충북대학교 식품생명공학과

1. 개요

 유산균(젖산균, lactic acid bacteria)은 식품산업에서 이용되는 중요한 미생물로 다양한 탄소원을 이용해 젖산을 주로 생성하는 그람양성세균이다. 식품에 있어서 acetoin이나 diacetyl과 같은 향기성분을 만들고 dextran과 같은 다당을 생성하여 물성개선 등의 효과를 제공하기도 한다[1]. 인체 내에서는 장내 유해 세균 증식을 막아 면역력을 정상으로 조절하고 아토피와 건선 같은 피부질환을 개선하며, 비만 및 대사증후군을 억제하는 효과 등 숙주의 건강에 도움을 주는 균으로 알려져 있 다. 식품산업에서는 Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Streptococcus, 그리고 Pediococcus 등이 많이 이용되고 있다[2]. 1978년, 재조합 대장균을 사용하여 인슐린을 대량 생산한 연구를 시작으로 미생물 을 이용해 의약품을 생산하는 연구가 진행되었고, 이후로 연구자들은 독성이 없고 유전공학에 적용이 쉬운 더욱 안전한 균주를 찾고자 하였다[3]. 그 중 Lactococcus lactis는 치즈와 같은 유제품에 많이 사용되는 안전한 균주이며 유전공학적 도구가 많이 개발된 좋은 후보였다[3, 4]. 따라서, 유산균에서는 처음으로 이 균주를 이용 해 치료용 단백질인 interleukin-10을 발현하는 연구가 수행되었으며, 그 이후 Lactobacillus를 포함하여 여러 유산균 숙주를 이용한 치료제 생산 연구가 수행되었 다[5]. 유산균의 대사경로는 생물공학 용도로 사용되는 다른 미생물에 비해 단순하여 유 용 물질의 합성능력과 생산되는 대사물질의 다양성이 제한되는 반면, 오히려 단순 한 대사경로는 본 미생물을 대사공학적 용도로 개발하는 데 있어서 장점으로 평가 된다[6]. 더욱이 에너지 대사경로와 생합성 경로가 거의 완벽하게 분리되어있어 서 로 간에 영향을 미치지 않는 점은 큰 장점으로 간주된다[3, 5]. 이러한 장점들 때 문에 최근 유산균을 매개로 하여 치료제를 개발하려는 연구가 진행되고 있다. 아래 는 유산균을 이용한 치료제 개발 전략을 나타낸 그림이다.

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