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패혈증 유발 박테리아 내독소 메커니즘 규명
패혈증 유발 박테리아 내독소 메커니즘 규명
  • 편만섭 기자 pyunms@kma.org
  • 승인 2007.09.05 11:42
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TLR4-MD-2 복합체 단백질 분자구조 밝혀내…치료제개발 실마리 제공

패혈증을 유발하는 박테리아 내독소를 인식하는 과정에 필수적인 단백질의 분자 구조 및 작용 메커니즘을 국내 연구진이 세계 처음 규명해 패혈증 치료제 개발에 획기적인 실마리를 제공할 것으로 기대된다.

한국과학기술원 화학과 이지오·김호민 박사팀은 패혈증을 유발하는 박테리아 내독소를 인식하는 과정에 필수적인 TLR4-MD-2 복합체의 단백질 분자 구조 및 작용 메커니즘을 규명했다.

이 연구 결과는 세계 최고 권위의 과학 저널 '셀' 7일자에 게재됐다.

패혈증은 박테리아 감염이 주된 원인으로 사망률이 20~40%에 이르는 질병으로, 오랫동안 수많은 제약회사들의 신약 개발 타깃이 돼 왔지만 효과적인 치료법은 개발되어 않은 상태이다.  

수용체 단백질인 TLR4/MD-2 복합체는 박테리아 내독소를 인식해 세포 방어기작,즉 선천성 면역반응을 활성화시킨다.

이 면역 시스템이 적절한 수준으로 활성화되면 박테리아 제거 과정이 진행되지만, 많은 양의 박테리아에 갑작스럽게 감염될 경우 면역반응 활성화의 도가 지나치게 돼 장기 손상 및 쇼크를 유발하는데 이것이 패혈증이다.

2000년 초반부터 박테리아 내독소 인식 단백질인 TLR4 / MD-2 의 연구가 많이 진행되었지만 단백질구조를 바탕으로 한 메커니즘 연구에는 많은 어려움을 겪어 왔다.  

연구진은 세계 최초로 개발한 '하이브리드 LRR 기술(Hybrid LRR Technique)'을 이용해 그동안  불가능했던 TLR4 / MD-2 복합체 단백질 대량생산을 가능케 했고, 단백질 복합체의 결정 구조를 밝혀 냈다.

이 기술은 앞으로 다른 단백질 분자 입체 구조 규명에 결정적인 기여를 할 것으로 기대된다.

연구진은 또 밝혀진 단백질 복합체의 3차 구조를 통해, 패혈증 유도물질인 박테리아 내독소·지질다당질(LPS)을 인식할 수 있는 단백질 주머니를 찾아냈으며, LPS가 TLR4/MD-2 복합체에 붙음으로써 유도되는 수용체의 구조적인 변화를 통해 선천성 면역 반응이 활성화되는 메커니즘을 제시했다.

이번 연구 성과는 국제특허 출원 중이다.

 

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