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국내 연구진이 매년 사망자를 발생시키고 있는 비브리오 패혈증균이 인체에 감염된 후 면역 방어에 중요한 역할을 하는 단백질들을 활용하여 독성을 활성화하는 원리를 규명하였습니다.
한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명硏) 대사제어연구센터 김명희 박사팀(교신저자: 김명희, 제1저자: 이영진 박사, 김병식 박사(現, 이화여자대학교))이 수행한 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업과 한국생명공학연구원 주요사업의 지원으로 수행되었고, 미국국립과학원회보지 (PNAS) 8월 19일자(한국시각 8월 20일) 온라인 판에 게재되었습니다.
(논문명 : Makes caterpillars floppy-like effector-containing MARTX toxins require host ADP-ribosylation factor (ARF) proteins for systemic pathogenicity)
연구팀은 감염 환자로부터 분리한 비브리오 패혈증균들을 이용하여 연구한 결과, 패혈증균은 인체에 감염된 후 세포내에서 일차적으로 독소(MARTX)내에 있는 단백질 분해 효소(CPD)에 의해서 독성인자들 간 연결 부위가 부분적으로 절단되어 MCF라는 독성인자를 포함한 2~3개의 독성인자들이 연결된 형태의 중간체로 가공되고, 이렇게 생산된 중간체들은 다양한 세포 구획으로 이동함을 분석하였습니다.
이 후 각 중간체에 포함된 독성인자(MCF)는 세포 모든 구획에 존재하면서 선천성 면역 방어 기능을 포함한 다양한 세포 기능을 하고 있는 인체 단백질들(ARF1, ARF3, ARF4, ARF5, ARF6)과 강력하게 결합하여 단백질 분해 효소로 전환되어 함께 붙어 있던 독성인자들을 잘라내어 방출시킴으로써 동시다발적으로 세포 전 구획에 있는 타겟 단백질들의 세포 기능을 마비시키고 독성을 활성화하여 시스템적으로 병원력을 증진시킴을 규명하였습니다.
또한 연구진은 인체의 특정 단백질들(ARF 단백질들)과 결합을 하지 못하는 독성 인자(MCF)를 함유하는 비브리오 패혈증균을 제작하여 쥐에 감염시켰을 때 독성이 현격하게 감소함을 검증하였습니다.
향후 패혈증균 독소 단백질과 인체 단백질 간의 상호작용 저해를 통한 감염 치료제 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.
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