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대장균에 의한 생물활성물질 생산

전문가 제언: ○ 포스트게놈(postgenome) 시대가 도래하여 의약품 혹은 그 원료 생산법의 효율화가 점차 중요한 과제가 되고 있다. 그 중에서도 생합성효소의 유전자 발현에 의한 생물활성물질의 생산은 효소의 기능 개량과 변화에 의해 항종양성 항생물질인 에키노마이신을 대장균을 이용하여 생산한다. 에키노마이신 생합성에는 여러 가지 효소군이 관여하게 된다. 이들 대부분은 효소 유전자를 발현 벡터(vector)에 넣어 대장균 균체 내에서 생합성효소군으로 재구축하여 원하는 화합물을 생산하는 새로운 의약품 원료의 생산 기술인 것이다.

○ 근래까지는 주로 자연계에 존재하는 미생물을 탐색하여 새로운 항생물질을 만들어 내는 균주를 찾았으나 이러한 새로운 항생물질 탐색과정은 그에 소요되는 시간, 노력, 비용만도 엄청나고 그 외에도 약리작용 및 독성시험까지 완료되어야만 비로소 사용 가능한 항생물질로 인정받을 수 있기 때문에 대단히 까다롭고 힘든 작업이다. 최근의 통계에 의하면 10,000개의 자연계 물질을 탐색하여 그중 하나 정도가 의약품으로 실용화 될 수 있는 수준이라고 한다.

○ 폴리케타이드(polyketide) 계열의 화합물은 미생물로부터 생산되고 복잡한 구조의 천연 화합물로 주로 항암제, 항생제, 고혈압 치료제 그리고 면역 억제제 등이 개발되어 왔으며 현재 사용되고 있는 천연 화합물 유래의 의약품 중 약 50%를 차지하고 있다. 이러한 폴리케타이드계 항생물질은 폴리케타이드 신타아제(PolyKetide Synthase; PKS)라고 하는 다기능 단백질에 의해 생합성 된다.

– 이러한 PKS 복합체는 연속적인 축합반응에 관여하는 여러 개의 모듈(module)로 구성되어 촉매작용 영역 구성에 의해 폴리케타이드 구조가 일대일로 대응하여 생합성되므로 PKS 유전자의 변형에 의해 폴리케타이드 구조를 변형시켜 새로운 항생제를 얻으려는 노력이 강화되고 있으며 이러한 이종(hybrid) 항생제 연구는 최근 10년 사이에 특히 활발히 진행되고 있다.

저자: Kenji WATANABE, Hiroki OGURI, Hideaki OIKAWA
자료유형: 학술정보