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베타-락탐(β-lactams) 항생제의 미래

전문가 제언: ○ 1928년 Fleming이 페니실린을 발견하여 제2차 세계대전 중에 처음 인체에 사용함으로써 항생물질이 실용화되었다. 지금까지 수많은 항생제가 자연계에서 발견되었고, 항균활성을 높이기 위하여 반합성 항생제가 개발되었다. 베타-락탐 항생제는 전 항생제 시장의 약 60%를 차지한다. 베타-락탐은 다른 항생제에 비해 항균활성이 뛰어나고 광범위하며 인체에 약한 독성을 가지고 있다.

○ 베타-락탐계 항생제는 페니실린, 세팔로스포린, 모노박탐, 카바페넴, 베타-락탐아제 억제제가 있다. 베타-락탐 항생제의 반합성 유도체는 페니실린(G와 V)과 세팔로스포린 C의 모체 구조인 6-APA와 7-ACA로부터 개발되었다. 새로운 베타-락탐 항생제는 세포벽 외막을 잘 침투하고, 베타-락탐 분해효소에 안정하며, 세포벽 생합성에 관여하는 효소(PBPs)에 친화성이 강하고, 광범위 항균활성을 가지며, 효능과 안전성이 보증되어야 한다.

○ 항생물질 연구는 크게 4가지로 나눌 수 있다. (1) 다양한 미생물로부터 새로운 항생물질의 탐색, (2) 천연물로부터 새로운 항생물질의 발견, (3) 유전자조작을 통한 고생산성 균주의 개발, (4) 생물공학이나 유기합성기술로 구조를 변형시킨 새로운 항생물질의 개발 등이다. 베타-락탐의 작용메커니즘과 관련된 페니실린 결합단백질(PBPs)에 대한 연구로 새로운 베타-락탐 항생제 개발을 가능하게 하고 있다.

○ 최근 계속되는 항생제의 남용으로 인하여 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)의 발생에 이어 다제내성 슈퍼박테리아가 국내에서도 분리되었다. 이 균주는 카바페넴을 분해하는 뉴델리-금속-베타락탐아제를 가지고 있는 장내세균이다. 국내 크리스탈지노믹스는 이 효소단백질의 구조를 최초로 규명하여 미국 단백질정보은행에 등록하였다고 한다. 앞으로 국내 연구진은 이러한 다제내성균에 활성을 갖는 새로운 항생제와 금속-베타락탐아제 억제제의 탐색 및 개발이 필요하다.

저자: Leticia I Llarrull et al.
자료유형: 학술정보