초록 ▼

감염병 위기의 시대에 새로운 항생제 플랫폼으로 항균 펩토이드 연구의 필요성이 높아짐. 내성균 박테리아에 의한 감염은 바이러스보다는 천천히 일어나고 있지만, 치사율이 훨씬 높다는 잠재적 위험이 있음. 본 연구에서는 자연에 내성 메커니즘이 존재하지 않는 새로운 비천연 구조의 항생제 개발을 위한 국제 협력 공동연구를 목표로 함. 본 연구에서 제안하는 항균 펩토이드 (antimicrobial peptoid)는 비천연 아미노산으로 서열을 이루기 때문에, 생체 내 단백질 분해 효소에 저항성을 갖고, 따라서 국소 투여 뿐 아니라 체순환을 통한

감염병 위기의 시대에 새로운 항생제 플랫폼으로 항균 펩토이드 연구의 필요성이 높아짐. 내성균 박테리아에 의한 감염은 바이러스보다는 천천히 일어나고 있지만, 치사율이 훨씬 높다는 잠재적 위험이 있음. 본 연구에서는 자연에 내성 메커니즘이 존재하지 않는 새로운 비천연 구조의 항생제 개발을 위한 국제 협력 공동연구를 목표로 함. 본 연구에서 제안하는 항균 펩토이드 (antimicrobial peptoid)는 비천연 아미노산으로 서열을 이루기 때문에, 생체 내 단백질 분해 효소에 저항성을 갖고, 따라서 국소 투여 뿐 아니라 체순환을 통한 항균 작용에 적합함. 이에 패혈증을 비롯한 다양한 감염 질환에 대한 항생제로 적용될 가능성을 갖고 있음.

항균 펩토이드의 작용 메커니즘 및 활성 평가 국제 공동연구를 위하여, 본 연구팀, 덴마크 로스킬데 대학 Jenssen 연구팀, 노르웨이 오슬로 대학 Lund 연구팀, 미국 스탠포드대학 Barron 연구팀이 각각 라이브러리 합성 및 스크리닝, 환자 유래 다약제 내성균에 대한 활성 평가, 항균 펩토이드의 생체막 작용 메커니즘 연구, 그리고 다양한 감염 질환 동물 모델에 대한 활성평가를 수행함. 1차년도 연구에서 지스트, 덴마크, 노르웨이 연구팀의 공동 연구로 감염병 분야 국제 저명 학술지인 ACS Infectious Diseases에 논문을 발표함. 본 연구팀의 [helicity modulation] 라이브러리에서 도출된 HY-2-17 펩토이드의 구조-활성 및 메커니즘 연구 결과를 발표한 논문임. 또한 지스트에서 HY-2-17에 대한 물질 특허를 출원하고, 대한민국 및 미국 특허 등록됨. 그 외에 헤테로고리 기반 [NTrp], [NHis] 라이브러리, 항균 광역학 치료 [aPDT] 라이브러리 등 150종 이상의 항균 펩토이드의 합성 및 항균 활성 스크리닝 완료. 후속 항균 펩토이드 라이브러리에서 도출된 신규 물질에 대하여 다약제 내성균 활성 평가 (덴마크 Jenssen) 및 막활성 메커니즘 연구 (노르웨이 Lund)를 공동으로 수행할 예정이며, 우수한 활성의 펩토이드를 선정하여 2차년도 중반에 스탠포드 연구팀의 감염병 동물 모델을 사용한 활성 평가를 수행할 계획임. 논문 및 특허 등록 완료된 HY-2-17 외에 현재 1차년도 연구에서 도출된 신규 물질 DMS-1-59, DMS-1-111 (이상 [NTrp] 라이브러리), MK-2-106 ([NHis] 라이브러리), YJ-2-90_b, WY-8-72 (이상 [aPDT] 라이브러리) 등을 발굴하였고, 2021년 1월 현재 2건의 발명 신청 완료함. DMS 및 MK 물질에 대해서 1건의 발명 신청을 하였고, YJ 및 WY 펩토이드에 대해 따로 1건의 발명신청 완료함. 각각 국내 및 해외 (US, China) 출원 진행할 계획이고, 동시에 국제 학술지 논문 발표 준비중. 또한, 신규 펩타이드를 디자인하여 high-temperature requirement A (HTRA) serine protease에 선택적으로 결합하는 화합물을 합성하였고, 박테리아가 발현하는 HTRA의 일종인 DegP 단백질에 선택적으로 결합하는 펩타이드를 발굴함. 박테리아의 DegP 활성을 저해함으로 추후 새로운 메커니즘의 항균제 개발의 가능성을 보임. 해당 연구는 국제 학술지인 ACS Chemical Biology에 발표함. 또한 국제 공동연구의 활성화를 위하여 “Online Peptoid Symposia”라는 비대면 국제 학술대회 개최에 아시아를 대표한 조직위원으로 참여함 (조직위원 5명: 영국2, 미국1, 프랑스1, 한국1). 2020년 10월27일, 12월15일에 성공적으로 진행되었고, 2021년에는 2월, 4월, 6월에 개최될 예정임.

2차년도에는 DMS 및 WY 펩토이드의 국제 공동 연구 진행과 동시에, 확장된 신규 라이브러리의 합성 및 항균활성 스크리닝 연구를 지속적으로 수행할 계획임. 또한 본 과제의 핵심적 목표인 “항균 펩토이드 국제 공동연구 허브로서 지스트의 역할 확립“을 위하여, 2차년도에 ”The 1st Antimicrobial Peptoid Forum“ 비대면 국제 워크샵을 지스트 주최로 개최할 계획임.

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제출문 ... 3보고서 초록 ... 4제 1 장. 연구개발과제의 개요 ... 5 (1) 연구개발의 목적 ... 5 (2) 연구개발의 필요성 ... 5제 2 장. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 7 (1) 당해 연도 연구개발의 결과 ... 7제 3 장. 목표달성도 및 기여도 ... 11 (1) 연구개발목표의 달성도 ... 11 (2) 관련분야 기술 발전에의 기여도 ... 12제 4장. 연구개발결과의 활용계획 ... 12연구성과 실적표 ... 14끝페이지 ... 15