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미생물 효소 이용 당뇨병 치료 후보물질 생산
‘헤폭실린’·‘트리오실린’ 기능 활용 부작용 적은 천연 물질 확보 가능
2018년 01월 17일 (수) 10:41:40 문윤희 기자 news@pharmstoday.com
미생물에 존재하는 효소를 이용하여 인체 내 존재하는 지질 조절제와 유사한 물질들을 개발, 당뇨병 치료제로써의 가능성을 확인했다는 연구결과가 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature communications) 1월 9일자에 게재됐다.

건국대학교 오덕근(사진) 교수 연구팀은 인체 내에서 혈당을 조절하는 물질이 존재함을 확인하고, 이를 이용하여 부작용이 적거나 없는 당뇨병 치료제 개발을 가정했다.

다양한 미생물에서 지질 조절제를 합성할 수 있는 세균을 조사하여 믹소코쿠스 잔투스(Myxococcus xanthus)를 동물성 지방산인 아라키돈산과 같이 배양하였을 때, 헤폭실린과 트리오실린이 생성됨을 확인했다.

연구팀은 인간유래 지방산화효소와 수산화지방산 형성효소를 주형으로 하여, 믹소코쿠스 잔투스(Myxococcus xanthus) 내에서 지질 조절제 생성과 관련이 있을 것으로 예상되는 8가지 유전자 후보군을 복제하여, 각각의 효소 발현 및 활성을 확인했다.

그 결과, 2종류의 지방산화효소와 1종류의 수산화지방산 형성효소 그리고 고리형 지방산화효소을 확보했다.

연구팀은 2종류의 지방산화효소와 1종류의 수산화지방산 형성 효소를 이용하여 총 10종류의 헤폭실린과 트리오실린류의 생성을 확인했다.

그 중에서 헤폭실린 B5, D3, E3와 트리오실린 B5, D3, E3는 처음 보고되는 신규 물질로 확인되었고, 헤폭실린 E3와 트리오실린 E3를 제외한 나머지 8종류의 물질은 효소들이 포함된 재조합대장균을 이용하여 mM 단위의 생산을 확인했다.

생체 내에서 헤폭실린은 페록시좀 증식체 활성화 수용체-감마(PPARγ)에 작용하여 다양한 생리활성 기능을 조절한다.

연구팀은 믹소코쿠스 잔투스(Myxococcus xanthus) 유래 효소들로부터 전환된 헤폭실린과 트리오실린이 PPARγ에 미치는 영향을 확인하여, 헤폭실린 B3, B4, D3, 트리오실린 B3, D3가 PPARγ의 활성을 증가시키는 것을 확인했다.

기존의 경구 혈당강하제인 치아졸리딘디온계의 트로글리타존(Troglitazone)과 비교하였을 때, 비교활성은 낮지만 비슷한 양상으로 PPARγ의 활성을 증가시키는 것으로 나타났고 PPARγ에 결합하는 부위가 다른 것을 확이뇄다.

기존 당뇨병 치료제는 페록시좀 증식체 활성화 수용체(PPARγ)에 강하게 결합하여 체중 증가 등의 부작용이 존재하지만 미생물 효소를 이용하여 생성한 헤폭실린과 트리오실린은 약하게 결합하며 기존 당뇨병 치료제와는 다른 위치에 작용하여 부작용이 적은 것으로 밝혀졌다.

연구팀은 “이번 연구에서 확인된 헤폭실린과 트리오실린의 기능성 연구를 토대로, 부작용이 있는 기존의 치료제를 대체하는 천연 치료물질을 확보할 수 있을 것으로 기대하며, 추가적인 다양한 기능성 연구를 통해 당뇨병 치료제로써 더욱 효과적인 의약품을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구팀은 이번 연구의 기술을 사용하여 염증치료, 감염치료, 항암치료 등의 기능성이 있는 리폭신, 프로텍틴, 레졸빈, 및 프로스타글란딘 등의 다양한 지질 조절제를 미생물 효소를 이용하여 생합성 할 수 있을 것으로 기대했다.

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