새로운 저독성 항진균물질, 탈로신(Talosin) 분리, ‘저널 어브 안티바이오틱스’ 표지 논문으로 선정
이 탈로신은 신물질임과 항진균 활성의 가치를 인정받아 항생물질 연구의 대표적인 논문인 저널 어브 안티바이오틱스(Jounal of Antibiotics) 10월호의 표지 논문으로 선정되었다.
탈로신은 간세포 독성실험에서 매우 안정한 결과를 보였으며 약물동력학실험, 작용기작연구, 독성시험 등을 거쳐서 현재의 독성이 심한 전신성 진균증 치료제를 대체할 수 있는 신약으로 개발될 전망이다.
신규의 저독성 항진균제 탈로신(Talosin)의 개발
서주원 교수팀은 2001년부터 농촌진흥청의 바이오그린 21 사업에 선정되어 5년간 새로운 항진균 물질을 개발하는데 노력하였으며, 그 결과 신물질인 탈로신을 발견하기에 이르렀다.
탈로신은 우수한 항진균 효과는 물론 간세포독성 실험에서 매우 안전한 것으로 평가되었다. 탈로신은 병원성 진균, 특히 아스퍼질러스(Aspergillus)에 의해서 유발되는 전신성 진균감염증(systemic mycosis)인 아스퍼질러스증(Aspergillosis)에 탁월한 효과를 나타냈다.
또한 탈로신을 생산하는 미생물의 배양액 추출물이 오이 모잘록병을 일으키는 식물병원성곰팡이를 저해하는 활성도 강함을 확인함으로써, 농용 항진균제나 미생물 제제로의 개발 가능성도 확인하였다.
진균증(곰팡이병, mycosis)과 저독성 항진균제의 개발 필요성
사람과 동물에 있어서 진균 감염성 질병은 감염된 조직의 위치에 따라서 전신성 진균증(systemic mycosis), 피하조직 진균증(subcutaneous mycosis), 표피성 진균증(피부사상균증, dermatomycosis)으로 나뉜다.
무좀으로 대표되는 표피성 진균증은 감염으로 인한 염증이 표피에 제한되어 심각한 피해를 주지 않는 것이 특징이나, 전신성 진균증에는 크립토코커스증(cryptococcosis), 칸디다증(candidiasis), 아스퍼질러스증(aspergillosis) 등이 있으며, 최근 암환자, 장기이식환자, 에이즈환자와 같이 면역력이 약화된 환자의 사망의 주 요인이 될 정도로 위험하여 임상 치료에서 많은 어려움을 주고 있다.
또한 기존에 사용되고 있는 암포테리신 비(amphotericin B) 및 플루코나졸(fluconazloe), 이트라코나졸(itraconazole)과 같은 아졸(azole)계 약물은 혈소판 감소, 신장기능 장애, 간 독성과 같은 부작용이 심각하여 그 사용에 제약이 있으므로 , 인체에 대한 독성을 최소화하면서 광범위한 항진균 활성을 가지는 새로운 항진균제의 개발이 시급히 요구되고 있다.
그러나 진균은 사람과 동일한 진핵세포생물(eucaryote)이기 때문에 사람에 독성을 나타내지 않으면서 병원성 진균에만 선택적으로 작용하는 신규 항진균 물질을 찾기가 어려워 항진균제의 개발이 늦어지고 있는 실정이다.
농용 항진균제나 미생물 제제로서의 개발 가치
농업의 생산성을 떨어뜨리는 주 요인의 하나가 식물병원성 곰팡이가 일으키는 식물질병으로서, 그 종류로는 검은 곰팡이병(black mold), 감귤 썩음병(citrus rot), 잿빛 곰팡이병(gray mold), 푸사리움 시들음병(fusarium wilt), 뿌리 썩음병(root rot), 모잘록병(damping off), 마름병(cottony leak) 등이 있다.
이러한 식물질병의 방제제로는 보르도액과 코퍼(copper) 외에 미생물에서 분리된 스트렙토마이신(streptomycin), 카슈가마이신(kasugamycin), 발리다마이신(validamycin) 등이 사용되고 있으나 점차 내성을 얻어가고 있다.
또한 1992년 유엔 환경보호위원회 이후 세계적으로 지구환경보호를 위한 노력이 다각도로 진행되고 있고, 국내에서도 국민의 건강에 대한 인식이 높아지면서 친환경농법으로 전환되고 있는 시점에서 화학합성 농약을 대체할 농용 항생제나 미생물 제제의 필요성이 절실해 지고 있으며 이에 따른 연구 개발도 진행되고 있다.
이러한 요구에 부응하여 탈로신과 이를 생산하는 미생물이 농용 항진균제로서 뿐만 아니라 미생물 제제로서 수입을 대체할 수 있는 국내 개발 상품으로 자리잡을 수 있을 것이다.
논문 표지로 선정된 탈로신의 가치와 개발 전망
저널 어브 안티바이오틱스(Jounal of Antibiotics)는 미생물과 그 이차대사산물에 관한 내용을 싣는 국제 논문으로, 현재 약으로 이용되고 있는 많은 항생제, 면역억제제, 당뇨병치료제 등이 처음 개발 시에, 이 논문에 발표되었다.
특히 표지 논문은 그 달에 실린 연구 내용 중에서 탁월한 결과를 나타내는 논문을 선발하여 2개의 요지 그림으로 실리고 있다. 따라서 신물질 탈로신이 이 논문의 표지로 선정된 것은 신규성과 산업적 응용 가능성을 인정받은 것으로 평가할 수 있다.
탈로신은 희귀 방선균이 생산하는 항진균물질로, 이소플라보노이드(isoflavonoid) 골격에 씩스데옥시탈로스(6-deoxytalose)라는 당이 결합되어 있다. 이소플라보노이드는 콩에 많이 함유되어있는 식물성 여성호르몬으로서 골다공증, 당뇨, 비만 등의 예방 효과뿐만 아니라 다양한 건강 증진 효능이 있으며, 씩스데옥시탈로스는 현재 삼만 개가 넘는 미생물의 이차대사 산물 중에서 오직 3가지의 물질에만 보고될 정도로 희귀한 당이다.
탈로신은 이러한 이소플라보노이드와 씩스데옥시탈로스가 당결합으로 연결되어 있는 흥미로운 구조로 이루어져 항진균활성을 나타내며 간독성을 나타내지 않는 신물질이다. 앞으로 이 물질의 약물동력학실험, 작용기작연구, 독성시험 등을 거쳐서 현재 독성이 심한 암포테리신 비와 아졸계열의 항진균제를 대체할 신약으로 개발될 전망이다.
현재 서주원 교수와 함께 연구에 참여한 (주)비엔씨바이오팜(대표이사 김종우)은 항진균제 신약으로의 개발을 진행하고 있다. (주) 비엔씨바이오팜의 김종우 대표이사는 대부분의 항진균제가 높은 간독성을 갖고 있는데 비해 탈로신은 간독성이 없고 새로운 구조로 인한 상이한 작용기전을 갖고 있을 가능성이 높다고 평가하고 있다.
또한 탈로신은 전세계 시장에서 약 6조원에 이르고 있는 전신성 진균증 치료제로 개발될 가능성이 큰 것으로 평가하고 있다.
시장 현황
세계 항진균제 시장은 2002년에 5조 9천 억원 이었고 2007년에는 8조 6천억원에 이를 것으로 추정되며, 특히 전신성 진균증(systemic mycosis) 시장은 6조 2천 억원, 국부 진균감염증(topical antifungal disease)의 경우는 1조 2천 억원에 이를 것으로 전망된다. (출처; BCC inc (Business Communications Company, Inc.))
세계 미생물제제 시장은 2000년 1400억 원이었고 (출처; Biopesticides 5th Edition), 국내 농용항생제 시장은 2004년 150억 정도이나, 앞으로 친환경 농법의 선호에 따라서 국내외 시장이 현저히 확대될 것으로 기대된다.
방선균
○ 주로 토양에서 분리되는 박테리아의 일종으로 곰팡이처럼 실 같은 균사를 사방으로 뻗어 자라는 모습에서 방선균이라 하였다. 이 미생물은 현재 인류가 사용하는 항생제, 면역억제제, 당뇨병치료제와 같은 유용한 물질의 2/3를 생산하며 산업적으로 매우 유용한 미생물 군이다.
○ 이 방선균이 생산하는 대표적인 항생제 종류로는 테트라사이클린(tetracycline)와 내성균을 치료하는 반코마이신(vancomycin)이 있으며, 항진균제로 암포테리신 비(amphotericin B), 면역억제제로 탁크로리무스(tacrolimus, FK-506)와 사이클로스포린 에이(cyclosporin A),
○ 고지혈증 치료제로 로바스타틴(lovastatin), 당뇨병치료제로 아카보스(acarbose)와 보글리보스(voglibose), 구충제로 아버멕틴(avermectin) 등으로 매우 다양하며 앞으로도 더 많은 치료제가 이 미생물에서 개발될 가능성을 갖고 있다.
농촌진흥청 개요
농촌 진흥에 관한 실험 연구, 계몽, 기술 보급 등의 업무를 담당하는 농림축산식품부 산하 기관이다. 1962년 농촌진흥법에 의거 설치 이후, 농업과학기술에 관한 연구 및 개발, 연구개발된 농업과학기술의 농가 보급, 비료·농약·농기계 등 농업자재의 품질관리, 전문농업인 육성과 농촌생활개선 지도 등에 관한 업무를 수행하고 있다. 1970년대의 녹색혁명을 통한 식량자급, 1980년대는 백색혁명 등으로 국민의 먹거리 문제를 해결하였으며, 현재는 고부가가치 생명산업으로 농업을 발전시키기 위해 많은 성과를 거두고 있다.
웹사이트: http://www.rda.go.kr
연락처
농촌진흥청 연구개발국 바이오그린21사업팀 김용환 팀장 031) 299 - 2955
