한국생명공학연구원(이하 생명硏) 항암물질연구단(단장 안종석, 장재혁 박사, 홍영수 박사, 손상근 박사 등)은 울릉도 토양에 서식하는 토종 희귀 미생물(방선균)으로부터 자연계에서는 알려지지 않은 새로운 화학골격을 가지는 새로운 항말라리아 물질을 발굴했다. 향후 항말라리아 치료제 개발 및 신규 생리활성 물질 발굴을 목적으로 하는 희귀 미생물 연구에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.
이번 연구결과는 국가과학기술연구회가 추진하는 국제공동연구사업과 한국생명공학연구원 전문연구단 사업의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 유기화학 및 천연물화학 분야의 세계적 저널인 ‘오가닉 레터스 (Organic Letters, IF 6.492, JCR 상위 4.4%)’11월호에 게재되었다.
(논문명 : Catenulisporolides, Glycosylated Triene Macrolides from the Chemically Underexploited Actinomycete Catenulispora Species, Organic Letters, 20(22), 7234-7238 (2018), DOI: 10.1021/acs.orglett.8b03160)
미생물이 생산하는 생리활성물질들은 항암제나 항생제 등의 의약품으로 개발되어 왔으며 화학구조의 다양성을 기반으로 신약개발을 위한 중요한 출발물질로 사용되고 있다.
본 연구에서는 미생물 유래 생리활성물질 발굴의 연구대상으로 이용된 바가 없는 울릉도 토양샘플로부터 약 200여종의 방선균을 다양한 미생물 분리법을 도입해 분리하였다.
연구팀은 이제껏 자연계에 존재하지 않는 신규 생리활성물질을 생산할 가능성이 높은 희귀 방선균을 효과적으로 분리 및 배양하기 위해 간단하면서도 차별화된 접근법을 모색했다. 희귀 방선균은 실험실 내에서 배양이 어렵다는 점을 고려해, 세균의 성장을 돕는 특수 물질(선별 배지)에서 매우 느리게 생장하는 균을 국내 토양 (울릉도 흙)으로부터 선택적으로 분리하였다. 그리고 분리한 균을 통상적인 미생물 배양보다 매우 긴 기간에 걸쳐 배양하였고, 이후 배양 추출액의 성분조사를 통해 생산된 화합물의 신규성을 분석하여, 최종적으로 희귀 방선균 (Catenulispora sp. KCB13F217)의 배양액으로부터 4종의 신규 화합물들을 발굴하였다.
발굴된 화합물들의 생리활성 검정 결과, 카테누리스포로라이드로 명명한 화합물들은 세포독성을 보이지 않으면서, 열대열원충(Plasmodium falciparum 3D7)에 대하여 저해활성을 보였다. 또한, 해당 화합물의 구조를 화학적으로 변형시킨 유도체 물질들이 열대 말라리아 약제내성을 가지는 클로로퀸 저항성 열원충 (Chloroquine-resistant Plasmodium falciparum Dd2와 K1)에 대해 기존 치료제로 사용되고 있는 클로로퀸 보다 우수한 저해 활성을 나타내는 것으로 확인되었다.
|
