패혈증을 유발하는 박테리아 내독소를 인식하는 과정에 필수적인 단백질의 분자 구조 및 작용 메커니즘이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 규명 되었다.

한국과학기술원(KAIST) 화학과 이지오 교수(42), 김호민 박사(29) 연구팀은 패혈증을 유발하는 박테리아 내독소를 인식하는 과정에 필수적인 TLR4-MD-2 복합체의 단백질 분자 구조 및 작용 메커니즘을 세계 최초로 밝혀내 세계 최고 권위의 과학 저널 ‘셀 (Cell)’ 9월 7일자에 게재되었다.

패혈증은 박테리아 감염이 주된 원인으로 사망률이 20~40%에 이르는 질병으로 오랫동안 수많은 제약회사들의 신약 개발 타깃이 되어왔지만 이에 대한 효과적인 치료법은 아직까지 개발되어 않은 상태이다.

수용체 단백질인 TLR4/MD-2 복합체는 박테리아 내독소를 인식하여 세포 방어기작, 즉 선천성 면역반응을 활성화시킨다. 한편, 이 면역 시스템이 적절한 수준으로 활성화되면 박테리아 제거 과정이 진행되지만, 많은 양의 박테리아가 갑작스럽게 감염될 경우 면역반응 활성화의 도가 지나치게 되며 이는 장기 손상 및 쇼크를 유발하는데 이것이 바로 패혈증이다.

본 연구진은 세계 최초로 개발한 “하이브리드 LRR 기술(Hybrid LRR Technique)” 을 이용하여 그간 불가능했던 TLR4 / MD-2 복합체 단백질 대량생산을 가능케 하였고, 단백질 복합체의 결정 구조를 밝혀냈으며 이 기술은 앞으로 다른 단백질 분자 입체 구조 규명에 결정적인 기여를 할 것으로 기대된다.

분자 및 세포기능 디스커버리 사업단과 프로테오믹스 이용 기술 개발 사업단의 지원으로 이루어진 이번 연구는 패혈증 치료제 개발과 선천성 면역반응을 분자 수준에서 이해하는데 크게 기여하게 된 것. 

이번 연구는 일본의 제약회사 Eisai가 개발 중인 패혈증 치료제 Eritoran의 작용 원리를 분자 수준에서 이해하고 관련 패혈증 치료제 개발에 획기적인 실마리를 제공할 것으로 기대되며 현재 연구 성과는 국제특허 출원 중이다.

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