건국대학교 김양미 교수(시스템생명공학과) 연구팀이 기존 항생제에 반응하지 않는 다제내성 그람음성균을 효과적으로 치료할 수 있는 신개념 펩타이드 ‘Pap12-6-10’을 개발했다. 연구 성과는 의약화학 분야 최고 권위지인 ‘저널 오브 메디시널 케미스트리’에 지난 9월 19일 온라인 게재됐다.

최근 비만, 당뇨, 심혈관 질환 등 다양한 질환을 치료하는 펩타이드 기반 치료제가 주목받으며 의약 화학 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 펩타이드는 아미노산으로 이루어진 작은 분자로, 높은 특이성과 효능 및 낮은 부작용 등의 장점으로 다양한 질병 치료에 새로운 가능성을 열어주고 있다. 연구팀은 곤충이 세균 침입에 대응해 생성하는 선천 면역 물질인 파필리오신의 아미노산 서열에 착안해, 12개의 아미노산이 연결된 짧은 신규 펩타이드 항생제를 설계했다. 연구팀이 개발한 ‘Pap12-6-10’은 다제내성 그람음성균을 효과적으로 제거할 뿐 아니라 내성이 생길 가능성이 낮아 차세대 항생제 후보물질로 주목받고 있다. 특히 세균 감염 시 과도한 면역 반응을 유발하는 톨유사수용체 4(TLR4)를 선택적으로 차단해 강력한 항염증 효과까지 발휘하는 것이 특징이다.

세부적으로 ‘Pap12-6-10’은 세균의 독성 물질인 지질다당체(LPS)에 결합해 세포막을 손상시키고, 산화 스트레스를 유도해 세균을 제거한다. 동시에 염증 반응을 일으키는 TLR4 신호 경로를 선택적으로 억제해 패혈증 등 치명적인 염증성 질환의 치료에도 활용 가능성이 확인됐다.

카바페넴 내성 아시네토박터 바우마니균에 감염된 패혈증 마우스 모델을 통한 실험에서 ‘Pap12-6-10’ 펩타이드가 장기 손상을 줄이고 생존율을 높이는 효과가 입증됐다. 이번 연구 결과를 활용해, 국내외 의료 발전과 항생제 내성 문제 해결에 큰 진전이 있을 것으로 기대된다.

이번 연구에는 김양미 교수가 교신저자로 참여했으며 김병권, 이진경, 손민원, 이채영, 정준호 석사과정생이 연구를 공동 수행했다. 본 연구는 과학기술정보통신부 중견연구사업과 국립보건연구원 감염병 관리기술개발 연구사업의 지원을 받아 수행됐다.