초록 ▼

□ 연구개요
항생제는 오랫동안 세균 제어에 가장 중요한 역할을 수행해왔다. 최근 내성 세균의 증가는 전 세계적으로 많은 문제를 일으키고 있기에, 새로운 항생제의 개발은 반드시 필요하다. 그러나 그람음성 세균은 2개의 세포막(외막과 내막)을 가지므로 항생제의 침투가 어려워 새로운 항생제 개발에 보다 많은 어려움을 겪고 있다. 세균의 세포막은 항생제의 좋은 타겟으로 세포막 합성을 저해한다면 세균의 성장을 직접 저해할 수 있을 뿐 아니라 다른 항생제의 침투를 증가시켜주는 추가적인 효과도 가질수 있다. 세포벽 합성 조절에 대한 광범위

□ 연구개요
항생제는 오랫동안 세균 제어에 가장 중요한 역할을 수행해왔다. 최근 내성 세균의 증가는 전 세계적으로 많은 문제를 일으키고 있기에, 새로운 항생제의 개발은 반드시 필요하다. 그러나 그람음성 세균은 2개의 세포막(외막과 내막)을 가지므로 항생제의 침투가 어려워 새로운 항생제 개발에 보다 많은 어려움을 겪고 있다. 세균의 세포막은 항생제의 좋은 타겟으로 세포막 합성을 저해한다면 세균의 성장을 직접 저해할 수 있을 뿐 아니라 다른 항생제의 침투를 증가시켜주는 추가적인 효과도 가질수 있다. 세포벽 합성 조절에 대한 광범위한 최근 연구에 비해 세포막 합성 조절 기작에 대한 연구는 아직 미미하다. 본 과제에서는 최근에 발견한 세포막 합성 조절기작에 대한 중요한 단서를 바탕으로 대표적인 그람음성 세균인 대장균과 콜레라균에서 인지질, LPS(lipopolysaccharide), ECA(enterobacterial common antigen) 등 다양한 세포 내/외막 구성성분의 생합성 조절 기작을 밝히므로 새로운 항생제 타겟을 발견할 수 있는 기틀을 마련하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
세포막은 모든 생명체에 반드시 필요한 성분이다. 그람음성 세균은 독특하게도 내막과 외막 두 개의 세포막으로 이루어져 있다. 내막은 주로 인지질로 이루어져 있고, 외막에는 안쪽은 인지질로 이루어져 있지만 바깥쪽은 내독소로 작용하는 LPS와 ECA 등 다양한 지질로 이루어져 있다. 인지질과 LPS는 세균의 성장에 필수적인 성분이지만, 장내세균에 주로 존재하는 ECA는 항원으로 작용한다는 사실은 밝혀져 있지만 세포내 기능에 대한 연구는 상대적으로 미약하다. 세포막 생합성의 조절은 세균의 성장을 제어할 수 있는 좋은 타겟이 될 수 있기 때문에 연구가 반드시 필요하다. 세포막 생합성 효소에 대한 연구는 많이 이루어져 왔지만 효소활성 조절 기작에 대한 연구는 상대적으로 미미하다. 본 연구는 질소인산전달계에 의한 인지질, LPS, ECA의 조절 기작을 연구하였다.
- NPr에 의한 인지질 합성 효소 PlsB 조절 기작 규명
- NPr에 의한 지방 분해 효소인 FadD 조절 기작 규명
- NPr에 의한 LPS 생합성 효소인 WaaA 조절 기작 규명
- NPr에 의한 ECA 생합성 효소인 RffM과의 상호작용 분석
이런 연구를 통해 NPr이 인산화 여부에 따라 인지질, LPS 등의 세포막 생합성을 조절하는 중요한 인자임을 알 수 있었다. 그러므로 질소인산전달계는 질소의 존재 유무에 따라 세포막의 생합성을 조절하는 중요한 시스템임을 밝혀내게 되었다. 이런 연구 결과는 처음 연구 목표를 모두 만족하는 연구 결과라고 생각된다.

□ 연구개발결과의 중요성
- 학문적 파급효과: 세균의 세포벽 합성 조절 기작에 대한 연구는 최근 많이 이루어지고 있지만 아직 세포막 합성 조절 기작에 대한 연구는 전 세계적으로 많지 않으므로 본 연구를 통해 새로운 분야를 개척한다면 학문적인 파급효과가 적지 않을 것으로 생각된다.
- 새로운 항생제 타겟 제공: 그람음성균은 두 개의 세포막을 가지고 있어서 항생제의 침투가 그람양성균에 비해 쉽지 않다. ‘최후의 항생제’로 알려진 반코마이신(vancomycin)의 경우 크기가 커서 그람음성균의 세포막을 잘 통과하지 못하여 주로 그람양성균의 제어에만 사용된다. 그러므로 그람음성균의 새로운 항생제 개발에는 많은 제약이(예를 들면, 분자량이 작아야 한다) 있어서 개발에 어려움을 겪고 있다. 이런 상황에서 그람음성균의 세포막 합성 조절은 좋은 항생제 타겟이다. 본 연구는 세포막 합성을 저해하는 새로운 항생제 개발에 중요한 기초자료를 제공할 수 있을 것이다.
- 새로운 균주 개발: 바이오연료와 지방산 대량 생산 균주 개발에 도움을 줄 수 있을 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1)연구의 필요성 ... 4
• 2)연구의 가설 및 최종 목표 ... 4
• 3)연구범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1) NPr에 의한 인지질 합성 효소 PlsB 조절 기작 규명 ... 5
• 2) NPr에 의한 지방 분해 효소인 FadD 조절 기작 규명 ... 8
• 3) NPr에 의한 LPS 생합성 효소인 WaaA 조절 기작 규명 ... 10
• 4)NPr에 의한 ECA 생합성 효소인 RffM과의 상호작용 분석 ... 12
• 5) NPr과 Aas의 상호작용 확인 ... 12
• 6)탈인산화된 NPr 과발현 균주의 새로운 표현형 분석 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 17
• 끝페이지 ... 32