»ýü³» ¾ÈÁ¤¼º°ú ¼¼Æ÷ ƯÀ̼ºÀÌ ÁõÁøµÈ Ç×±ÕÆéŸÀ̵åÀÇ °³¹ß
°æ»ó´ëÇб³ Á¶ÁÖÇö ±³¼ö
De novo generation of short antimicrobial peptides with enhanced stability and cell specificity/J Antimicrob Chemother. 2013 doi:10.1093/jac/dkt322
1. ¿¬±¸¹è°æ
Ç×»ýÁ¦ÀÇ ¿À³²¿ëÀ¸·Î ÀÎÇØ ¹Ì±¹ Áúº´ÅëÁ¦¼¾ÅÍ (CDC)°¡ AMR (antimicrobial resistance) º´¿ø Ç×»ýÁ¦ º¸°í¼¿¡¼ ¹àÈù ¹Ù¿Í °°ÀÌ 2007³â ÇÑÇØ µ¿¾È ¾à 9¸¸¸íÀÌ ¸ÞƼ½Ç¸°³»¼º Ȳ»öÆ÷µµ»ó±¸±Õ (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)¿¡ °¨¿°µÇ¾î ±× Áß 2¸¸¿©¸íÀÌ »ç¸ÁÇÏ¿´À¸¸ç, 2010³â¿¡´Â ±¹³»¿¡¼µµ ½´ÆÛ¹ÚÅ׸®¾Æ¶ó ÀÏÄþîÁö´Â NDM-1 À¯ÀüÀÚ¸¦ ÇÔÀ¯ÇÑ Ä«¹ÙÆä³Û³»¼º Àå³»±Õ (Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae, CRE)ÀÌ ¹ß°ßµÇ´Â µî ³»¼º±Õ¿¡ ÀÇÇÑ À§Ç輺ÀÌ Áõ°¡ÇÏ´Â Ãß¼¼ÀÌ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ³»¼º±Õ Ä¡·á¸¦ À§ÇÑ ºñ¿ëµµ Á¡Â÷ Áõ°¡ÇÏ¿© EU¿¡¼´Â ¸Å³â 15¾ï À¯·Î, ¹Ì±¹¿¡¼´Â ¸Å³â 200¾ï ´Þ·¯°¡ ³»¼º±Õ Ä¡·á¿¡ ¼Ò¿äµÇ¸ç, ÀÌ¿¡ ´õÇÏ¿© ÃÑ »çȸÀû ºñ¿ëÀ¸·Î´Â 350¾ï ´Þ·¯°¡ ¼Ò¿äµÇ´Â °ÍÀ¸·Î ³ªÅ¸³µ´Ù (2011³â, WHO Åë°èÄ¡). µû¶ó¼ ±âÁ¸ÀÇ Ç×»ýÁ¦¸¦ ´ëüÇÒ »õ·Î¿î Ç×»ý¹°ÁúÀÇ °³¹ßÀÌ Àý½ÇÇÑ ½ÇÁ¤À̸ç, ÃÖ±Ùµé¾î Ç×±ÕÆéŸÀ̵尡 ´ë¾ÈÀ¸·Î ÁÖ¸ñµÇ°í ÀÖ´Ù. Ç×±ÕÆéŸÀ̵å´Â ÀÚ¿¬¸é¿ªÃ¼°è (innate defense system)ÀÇ ÀÏ¿øÀ¸·Î ¸ðµç »ý¹°Ã¼°¡ °¡Áö°í ÀÖ´Â 10-50°³ÀÇ ¾Æ¹Ì³ë»êÀ¸·Î ±¸¼ºµÈ ÀÛÀº Å©±âÀÇ ÆéŸÀ̵å·Î¼ »ý¹°Ã¼°¡ º´¿ø±Õ¿¡ °¨¿°µÇ¾úÀ» ¶§ 1Â÷ ¹æ¾î¹°Áú·Î ÀÛ¿ëÇÑ´Ù (1-2). Ç×±ÕÆéŸÀ̵å´Â ½Å¼ÓÇÑ ÀÛ¿ë±âÀü, ±âÁ¸ Ç×»ýÁ¦ ³»¼º±Õ¿¡ ÀÛ¿ë, ±¤¹üÀ§ÇÑ Ç×±Õ½ºÆåÆ®·³, Ç× ³»µ¶¼º µîÀÇ Æ¯Â¡À» °¡Áö°í ÀÖ¾î Ç×»ýÁ¦ ´ëü ¹°Áú·Î½á °³¹ßÀÌ ÀûÇÕÇÏ´Ù. ÇÏÁö¸¸ ´ë´Ù¼öÀÇ Ç×±ÕÆéŸÀ̵åµéÀÌ »ý¸®Àû ¿°³óµµ¿¡¼ ºÒÈ°¼ºÈµÇ¸ç Ç÷û ¹× ¼ÒÈ°ü ³»¿¡ Á¸ÀçÇϰųª º´¿ø±ÕÀÌ ºÐºñÇÏ´Â ´Ü¹éÁú ºÐÇØÈ¿¼Ò¿¡ ÀÇÇØ ºü¸£°Ô ºÐÇصǰí ƯÁ¤ ¼ö¿ëü°¡ ¾Æ´Ñ ¼¼Æ÷¸·¿¡ Á÷Á¢ÀûÀ¸·Î ÀÛ¿ëÇϴ Ư¼º ¶§¹®¿¡ ¹Ì»ý¹° »Ó ¾Æ´Ï¶ó Àΰ£¼¼Æ÷¿¡ ´ëÇؼµµ µ¶¼ºÀ» °¡Áö´Â ¹®Á¦Á¡ÀÌ ÀÖ¾î ½ÇÁ¦·Î Á¦Ç°ÈµÈ °ÍÀº ¾ÆÁ÷ ¾ø´Â ½ÇÁ¤ÀÌ´Ù (3-5). ±âÁ¸ÀÇ ¿¬±¸µéÀº ¾Õ¼ Á¦±âµÈ Ç×±ÕÆéŸÀ̵åÀÇ ½Ç¿ëȸ¦ °¡·Î¸·´Â ¹®Á¦Á¡À» ÆéŸÀ̵忡 ÀϹÝÀûÀÌÁö ¾ÊÀº ¾Æ¹Ì³ë»ê Àܱ⸦ ÷°¡Çϰųª ±¸Á¶¿¡ ÀÌÂ÷ º¯ÇüÀ» °¡ÇÑ À¯µµÃ¼¸¦ Á¦ÀÛÇÔÀ¸·Î½á ÇØ°áÇÏ°íÀÚ ÇÏ¿´À¸³ª (6-7), ÀÌ °æ¿ì ÆéŸÀ̵带 ÈÇÐ ÇÕ¼ºÀ» ÅëÇؼ¸¸ ¾òÀ» ¼ö ÀÖ°í »ý¹°ÇÐÀû ´ë·® »ý»êÀÌ ºÒ°¡´ÉÇØÁö¹Ç·Î »ý»ê ´Ü°¡°¡ 1g ´ç 100-600 ´Þ·¯¿¡ ´ÞÇØ °æÁ¦¼ºÀÌ ³·¾ÆÁø´Ù´Â Ä¡¸íÀûÀÎ ´ÜÁ¡ÀÌ ÀÖ´Ù (8). µû¶ó¼ º» ¿¬±¸¿¡¼´Â ÈÇÐÀû º¯ÇüÀÌ ¾ø´Â ÀϹÝÀûÀÎ ¾Æ¹Ì³ë»ê Àܱ⸸À» ÀÌ¿ëÇÏ¿© »ý¸®Àû Á¶°Ç¿¡¼ÀÇ È¿´É°ú ¾ÈÁ¤¼º, Àΰ£ ¼¼Æ÷¿¡ ´ëÇÑ ¹«µ¶¼ºÀ» °¡Áö´Â Ç×±ÕÆéŸÀ̵带 °³¹ßÇÏ¿© »ý¹°ÇÐÀû ¹ßÇö ½Ã½ºÅÛÀ» ÀÌ¿ëÇÑ ´ë·® »ý»êÀÌ °¡´ÉÇϵµ·Ï ÇÔÀ¸·Î½á ½ÇÀû¿ëÀ» À§ÇÑ °æÁ¦¼ºÀ» È®º¸ÇÏ°íÀÚ ÇÏ¿´´Ù.
2. ¿¬±¸°á°ú
µ¥ÀÌÅͺ£À̽º ºÐ¼®°ú ºÐÀڸ𵨸µ ±â¹ýÀ» »ç¿ëÇÏ¿© ÀϹÝÀûÀÎ ¾Æ¹Ì³ë»ê Àܱ⸸À¸·Î ±¸¼ºµÈ ÃÑ 7°³ÀÇ À¯µµÃ¼ ÆéŸÀ̵å (GNU1~GNU7)¸¦ µðÀÚÀÎ ÇÏ¿´´Ù (±×¸² 1). À̵é Áß GNU5 (RVVRPVVQVVKQKVR), GNU6 (RIIRPIIQIIKQKIR), GNU7 (RLLRPLLQLLKQKLR)ÀÌ ´Ù¾çÇÑ ¹Ì»ý¹°¿¡ ´ëÇØ °ÇÑ Ç×±Õ·ÂÀ» ³ªÅ¸³»¾ú´Âµ¥, ƯÈ÷ GNU6 (MICs 2-4mg/L)¿Í GNU7 (MICs 2-4mg/L)ÀÇ °æ¿ì ±âÁ¸¿¡ ¾Ë·ÁÁø °·ÂÇÑ Ç×±ÕÆéŸÀ̵åÀÎ buforin IIb (MICs 0.5-4 mg/L)¿Í À¯»çÇÑ Á¤µµÀÇ °ÇÑ Ç×±Õ·ÂÀ» ³ªÅ¸³»´Â µ¿½Ã¿¡ »ý¸®Àû Á¶°Ç (150 mM NaCl, 10% serum)¿¡¼µµ ±× Ç×±Õ·ÂÀÌ À¯ÁöµÇ¾ú´Ù. ¶ÇÇÑ ±âÁ¸ Ç×±ÕÆéŸÀ̵åµéÀÌ ´Ü¹éÁú ºÐÇØÈ¿¼Ò¿¡ ÀÇÇØ ¼ö ºÐ ³»¿¡ ºÐÇصǾî Ç×±Õ·ÂÀ» »ó½ÇÇÏ´Â °Í°ú´Â ´Þ¸®, GNU6¿Í GNU7Àº 12½Ã°£±îÁö ºÐÇصÇÁö ¾Ê°í Ç×±Õ·ÂÀ» À¯ÁöÇÏ¿´À¸¸ç (±×¸² 2), ȯÀڷκÎÅÍ Á÷Á¢ ºÐ¸®µÈ Ç×»ýÁ¦ ³»¼º±ÕÀÎ MRSA¿Í vancomycin-resistant enterococci (VRE)¿¡ ´ëÇؼµµ °·ÂÇÑ Ç×±Õ·ÂÀ» °¡Áö´Â °ÍÀ¸·Î È®ÀÎ µÇ¾ú´Ù (Ç¥ 1). GNU6¿Í GNU7Àº Àΰ£ ¼¼Æ÷¿¡ ´ëÇÑ µ¶¼ºÀ» ³ªÅ¸³»Áö ¾Ê¾ÒÀ¸¸ç (±×¸² 3), ÀÛ¿ë±âÀÛ ºÐ¼® °á°ú ¼¼Æ÷¸·¿¡ ÀÛ¿ëÇÏ¿© permeabilizationÀ» À¯¹ßÇÔÀ¸·Î½á Ç×±Õ·ÂÀ» ³ªÅ¸³¿À» ¾Ë ¼ö ÀÖ¾ú´Ù (±×¸² 4).
±×¸² 1. À¯µµÃ¼ ÆéŸÀ̵åµéÀÇ Helical wheel diagram
±×¸² 2. À¯µµÃ¼ ÆéŸÀ̵åµéÀÇ ´Ü¹éÁú ºÐÇØÈ¿¼Ò¿¡ ´ëÇÑ ÀúÇ×¼º È®ÀÎ
A. ´Ü¹éÁú ºÐÇØÈ¿¼Ò 󸮿¡ ÀÇÇÑ ÆéŸÀ̵åÀÇ ºÐÇØ¿©ºÎ¸¦ tricine SDS-PAGE·Î È®ÀÎ
B. ´Ü¹éÁú ºÐÇØÈ¿¼Ò ó¸® ÈÄ Ç×±Õ È°¼º È®ÀÎ
Ç¥ 1. À¯µµÃ¼ ÆéŸÀ̵åµéÀÇ Ç×»ýÁ¦ ³»¼º±ÕÁÖ¿¡ ´ëÇÑ Ç×±ÕÈ°¼º ÃøÁ¤
±×¸² 3. À¯µµÃ¼ ÆéŸÀ̵åµéÀÇ Àΰ£¼¼Æ÷¿¡ ´ëÇÑ µ¶¼º È®ÀÎ
A. À¯µµÃ¼ ÆéŸÀ̵åµéÀÇ ¿ëÇ÷È°¼º, B. Àΰ£ ¼¼Æ÷ÁÖ¿¡ ´ëÇÑ ¼¼Æ÷µ¶¼º (MTT assay)
±×¸² 4. À¯µµÃ¼ ÆéŸÀ̵åµéÀÇ ÀÛ¿ë ±âÀÛ (SEM image)
3. ¿¬±¸ÀÇ ¼º°ú ¹× ÀÇÀÇ
Ç×±ÕÆéŸÀ̵å´Â ±âÁ¸ÀÇ Ç×»ýÁ¦¸¦ ´ëüÇÒ »õ·Î¿î Ç×»ý¹°Áú·Î ºÎ°¢µÇ°í ÀÖÁö¸¸ ³·Àº »ýü³» ¾ÈÁ¤¼º, Àΰ£¼¼Æ÷¿¡ ´ëÇÑ µ¶¼º, ³ôÀº »ý»êºñ¿ë µîÀ¸·Î ÀÎÇØ ½Ç¿ëÈ¿¡ À̸£Áö ¸øÇÏ°í ÀÖ´Ù. ±âÁ¸ÀÇ ¿¬±¸µé¿¡¼´Â ÀϹÝÀûÀÌÁö ¾ÊÀº ¾Æ¹Ì³ë»ê (D-form)À̳ª ÆéŸÀ̵å À¯»çü (peptidomimetics) µîÀ» ÀÌ¿ëÇØ À¯µµÃ¼ ÆéŸÀ̵带 Á¦ÀÛÇÔÀ¸·Î½á ÀÌ·¯ÇÑ ¹®Á¦Á¡À» ÇØ°áÇÏ·Á ÇßÀ¸³ª, ÀÌ °æ¿ì ÆéŸÀ̵åÀÇ »ý»êºñ¿ë ³ô¾ÆÁ® °æÁ¦¼ºÀ» È®º¸ÇÒ ¼ö ¾ø´Â ¹®Á¦°¡ ÀÖ¾ú´Ù. ±×·¯³ª º» ¿¬±¸¸¦ ÅëÇØ °³¹ßµÈ GNU6¿Í GNU7 ÆéŸÀ̵å´Â ÀϹÝÀûÀÎ ¾Æ¹Ì³ë»ê Àܱâ·Î¸¸ ±¸¼ºµÇ¾î Ç×»ýÁ¦ ³»¼º±Õ¿¡ ´ëÇØ °ÇÑ Ç×±Õ·Â, »ý¸®Àû Á¶°Ç¿¡¼ÀÇ È¿´É°ú ¾ÈÁ¤¼º, Àΰ£ ¼¼Æ÷¿¡ ´ëÇÑ ¹«µ¶¼ºÀ» °¡Áö´Â µ¿½Ã¿¡, »ý¹°ÇÐÀû ¹ßÇö ½Ã½ºÅÛÀ» ÀÌ¿ëÇÑ ´ë·® »ý»êÀÌ °¡´ÉÇÏ´Ù. µû¶ó¼ Ç×±ÕÆéŸÀ̵åÀÇ ½Ç¿ëÈ¿¡ °¡Àå Å« °É¸²µ¹ÀÎ °æÁ¦¼ºÀ» È®º¸ÇÒ ¼ö ÀÖ¾î ½Å±Ô Ç×»ýÁ¦ ³»¼º±Õ Ä¡·áÁ¦·ÎÀÇ °³¹ßÀÌ °¡´ÉÇÒ °ÍÀ¸·Î ±â´ëµÈ´Ù.
Âü°í¹®Çå
1. Zasloff M. Antimicrobial peptides of multicellular organism. Nature 2002;415:389-95
2. Fjell CD, Hiss JA, Hancock RE et al. Designing antimicrobial peptides: form follows function. Nat Rev Drug Discov 2011;11:37-51
3. Goldman MJ, Anderson GM, Stolzenberg ED et al. Human ¥â-defensin-1 is a salt-sensitive antibiotic in lung that is inactivated in cystic fibrosis. Cell 1997; 88:553-60
4. Vlieghe P, Lisowski V, Martinez J et al. Synthetic therapeutic peptides: science and market. Drug Discov Today 2010;15:40-56
5. Sieprawska-Lupa M, Mydel P, Krawczyk K et al. Degradation of human antimicrobial peptide LL-37 by Staphylococcus aureus-derived proteinases. Antimicrob Agents Chemother 2004;48:4673-9
6. Stromstedt AA, Pasupuleti M, Schmidtchen A et al. Evaluation of strategies for improving proteolytic resistance of atimicrobial peptides by using variants of EFK17, an internal segment of LL-37. Antimicrob Agents Chemother 2009;53:593-602
7. Giuliani A, Rinaldi AC. Beyond natural antimicrobial peptides: multimeric peptides and other peptidomimetic approaches. Cell Mol Life Sci 2011;68:2255-66
8. Yeung AT, Gellatly SL, Hancock REW. Multifunctional cationic host defense peptides and their clinical applications. Cell Mol Life Sci 2011;68:2161-76