【워싱턴】 병원균의 세포막을 구성하는 요소인 인지질을 합성하는 방법은 25년간 풀리지 않은 수수께끼였다.

하지만 성유다소아연구병원 감염증 부문 찰스 록(Charles Rock) 박사는 그람양성의 병원균이 인지질 합성을 할 때 PlsX와 PlsY라는 2가지 효소를 이용한다는 사실을 발견, Molecular Cell(2006; 23: 765-772)에 발표했다.

대장균 모델로는 부적합

이번 발견은 또 여러 병원균이 세포막 합성시 이용하는 중요한 생화학적 단계를 설명하는 모델로서 다른 종류의 세균을 사용한다는 사실도 밝혀졌다.

세균이 분열하는 경우에는 일련의 생화학적 반응을 통해 새로운 세포막을 합성하게 된다. 첫단계는 지방산을 G3P라는 분자로 변환시키는 것이다. 세균은 G3P를 세포막 구성 요소인 다양한 인지질로 변환시킨다.

박사는 이번 연구결과가 원재료인 분자에서 인지질을 만들 때 불확실했던 생화학적 단계를 분류한 것이라고 설명했다.

오랫동안 병원균이 세포막 인지질을 합성하는 방법을 해명하기 위해 대장균을 모델로 이용해 왔지만 많은 병원균의 모델로 삼기에는 부적절했다.

우선 대장균은 그람음성균이지만 연구대상이 된 병원균 대부분이 그람양성이기 때문이다. 그람양성균에는 피부감염이나 중증 혈액감염의 원인인 황색포도상구균, 폐렴 원인이 되는 폐렴구균이 속해있다. ‘그람양성’, ‘그람음성’이라는 용어는 표준 검사과정에서 분류시 처음 실시되는 염색법에 대한 세균의 반응성을 보여준다.

가장 많이 존재하는 균에서 발견

연구실에서 유지 배양되는 대장균주는 병원성이 없다. 대장균이 세포막 합성의 최초 단계에서 이용하는 효소는 그람양성 병원균을 포함한 많은 세균에는 존재하지 않는다.

때문에 그람양성균이 세포막의 구성 요소인 인지질을 합성시키는 방법은 25년간의 수수께끼였다. 하지만 록 박사팀은 그람양성의 병원균이 인지질을 합성할 때 PlsX와 PlsY라는 2가지 효소를 이용한다는 사실을 발견했다.

대표연구자인 감염증부 잉 지에 루(Ying-Jie Lu)박사는 “실제로 PlsX와 PlsY를 포함한 생화학적 경로는 가장 널리 존재하는 세균의 인지질 합성이 시작하는 경로다. 세포막 합성법에 관해서는 대장균은 주류에서 떨어져 나간 것으로 밝혀졌다”고 설명했다.

대장균은 제1단계에서 G3P와 지방산을 융합시킨다. Rock 박사는 그람양성 병원균이 최초로 PlsX를 사용해 지질 아실인산이라는 화합물을 합성하고 PlsY를 이용해 지방산을 G3P로 변환시킨다는 사실을 제시했다. 이러한 단계가 세포의 증식에 필요한 막의 인지질을 합성시키는 것이다.

박사는 “PlsX와 PlsY의 발견은 귀찮은 수수께끼를 해명한데 그치는게 아니라 새로운 감염관리 전략을 개발하는데 중요한 병원균의 성장과 증식에 필수 성분을 분류했다는 점에서 중요하다”고 말했다.