6-진저롤 유도체인 화합물 30에 의한 녹농균의 생물막 형성 억제 메커니즘© 뉴스1

생강에서 유래한 유효성분의 구조를 바꿔 새로운 생물막 저해제로 이용하려는 새로운 시도가 나왔다.

4일 한국연구재단에 따르면 변영주 교수(고려대 약학과) 연구팀이 박희등 교수(고려대 건축사회환경공학부) 연구팀과 함께 생강의 유효성분 중 하나인 6-진저롤 구조를 변형해 녹농균의 생물막 형성을 억제할 수 있는 유도체를 개발했다.

연구팀에 따르면 미생물이 다양한 표면에 붙어 형성된 막 형태의 구조물인 생물막이 의료기기, 인체조직, 수도관, 수처리 필터 등 다양한 표면에 형성되면 감염, 오염, 부식 등의 문제를 발생시킨다.  

생물막 억제를 위해 항미생물제가 주로 사용되지만 미생물 내성이나 인체 독성을 유발할 수 있어 고농도 사용이나 지속 사용은 제한된다.

연구팀은 생강에서 유래한 6-진저롤 유도체가 생물막 형성에 관여하는 정족수 인식 기작을 방해해 고효율의 생물막 형성 억제 효과를 지속할 수 있음을 알아냈다.

6-진저롤 유도체가 녹농균 생물막 형성에 관여하는 정족수 인식 수용체 중 하나인 RhlR 단백질에 강하게 결합해 생물막 형성을 억제한 것이다.

화합물 30에 의한 생물막 형성 및 독성인자 생성 억제 효과 © 뉴스1

6-진저롤 유도체는 미생물에 독성이 없으며, 생물막 형성을 74% 억제시켰다.

또, 녹농균의 독성인자를 감소시켜 녹농균에 감염된 밀웜의 생존률을 2.7배 증가시키는 효과를 보였다.

연구팀은 대량으로 합성할 수 있는 6-진저롤 유도체를 항생제와 병용투여할 경우 항생제의 용량을 낮출 수 있을 것으로 기대하고 있다.

변영주 교수는 “이번에 개발된 기술은 다양한 산업현장에서 발생하는 막힘, 오염 방지에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구의 성과는 의약화학 분야 국제학술지 저널 오브 메디시날 케미스트리(Journal of Medicinal Chemistry) 7월22일 온라인판에 게재됐다.