국내 연구진이 울릉도 토종 미생물로부터 항암 및 항균활성을 지닌 새로운 미생물 대사산물을 발굴하는 데 성공했다.
한국생명공학연구원 항암물질연구단은 울릉도 토양에서 분리한 토종방선균들로부터 자연계에서는 알려지지 않은 새로운 화학골격을 가지며 항암 및 항균활성 등을 지닌 ‘울릉가마이드 A와 B’, ‘울릉마이신 A와 B’, ‘울릉고사이드’라는 새로운 미생물 대사산물을 발굴했다고 20일 밝혔다.
미생물이 생산하는 생리활성물질들은 항암제나 항생제 등의 의약품으로 개발돼 왔으며, 화학구조의 다양성을 기반으로 신약개발을 위한 중요한 출발물질로 사용되고 있다.
최근에는 화학생물학 기법을 적용한 신약후보물질 발굴과 작용기작 분석이 활발해짐에 따라 미생물 유래 생리활성물질들이 새로운 신약타겟을 개발하는 데 있어 유용한 화합물로서 각광받고 있다.
방선균은 토양 및 해양 등의 다양한 자연환경에서 서식하며, 항생제를 포함한 여러 생리활성물질을 생산하는 능력을 지니기 때문에 신약개발에 있어 중요한 미생물 자원으로서 이용된다.
미생물 유래 생리활성물질을 탐색하는데 있어 가장 중요한 사항은 기존에 발굴되지 않은 새로운 화학구조를 지닌 화합물을 발견하는 것이다. 이는 기존의 약물과 차별화되는 작용기작을 지니는 신약의 개발에 있어 매우 중요하다.
연구팀은 이번 연구에서 미생물 유래 생리활성물질 발굴의 연구대상으로 이용된 바가 없는 울릉도 토양샘플로부터 200여종의 방선균을 다양한 미생물 분리법을 도입해 분리했다.
분리된 방선균에 대한 배양조건의 다양화, 전체 게놈 서열 분석, 액체 크로마토그래피 질량분석법 등을 동반한 복합적인 탐색을 실시해 두 종의 스트렙토마이세스 속 방선균으로부터 신규 생리활성물질을 분리했다.
연구팀은 해당 화합물을 생산하는 미생물이 서식하는 울릉도의 지명을 따 각각 울릉가마이드, 울릉마이신, 울릉고사이드로 신규 생리활성물질들을 명명했다.
분리된 화합물들에 대한 생리활성 검정 결과 울릉가마이드는 세포독성을 보이지 않으면서 항생활성을 나타내 새로운 항생물질로서의 가능성을 보였다.
울릉마이신은 암세포 이동, 침윤을 저해해 암전이 억제제로의 가능성을 나타냈으며, 항생제 내성 세균의 증식 또한 억제하는 것으로 확인했다.
울릉고사이드는 암세포의 증식을 억제하는 것으로 나타나는 등 새롭게 분리된 화합물이 다양한 생리활성을 지니는 것을 밝혔다.
이번 연구 성과는 기존 연구에서 조사되지 않았던 울릉도 토양으로부터 미생물을 분리해 신규 이차대사산물을 발굴, 미생물 유래 신규 화합물이 중요 국내 자원으로서 울릉도 토양의 활용 가능성을 시사했다.
연구팀이 발굴한 신규 화합물의 추가연구를 통해 새로운 항생제 및 항암제의 개발뿐만 아니라 새로운 신약 타겟의 발굴에도 활용 될것으로 보인다.
이번 연구는 한국생명공학연구원 전문연구단 사업과 국가과학기술연구회의 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 유기화학 및 천연물화학 분야에서 세계적 권위를 자랑하는 '자연물 저널(Journal of Natural Products 2017)' 등에 게재됐다. [충남일보 이훈학 기자]
