미생물 항생물질

대표적인 항생물질

 항생물질(antibiotics)이란 '미생물이 생산한 다른 미생물의 생장 및 증식을 억제하는 물질'로 정의된다. 흔히 병원성 미생물 감염에 대한 치료와 예방 등에 사용되며 사람뿐 아니라 전염병 피해가 큰 가축이나 작물에도 사용한다. 이렇게 사용되는 항생물질 약물을 항생제라고 부르며 통상적으로 마이신(mycin)으로 부르기도 한다. 대표적인 항생물질로는 페니실린(Penicilin), 스트렙토마이신(Streptomycin), 테트라사이클린(Tetracycline), 폴리옥신(Polyoxin), 크로모마이신 A3(Chromomycin A3) 등이 있다.

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 페니실린은 Penicillium notatum, Penicillium chrysogenum 등의 균에서 생산된다. 페니실린은 베타락탐환을 가지고 있는 유기산이다. 세균의 세포벽 합성을 저해하여 세균을 사멸하며 세포벽이 주요 방어기작인 그람 양성균이나 그람음성 간균에 효과적이다. 페니실린은 세포벽 합성을 저해하기 때문에 증식 중인 균에 작용하며 세균은 베타락탐환을 분해하는 효소를 분비하여 내성을 가지게 된다. 가장 처음 발견하고 생산된 항생물질인 만큼 내성도 많으며 내성을 극복하기 위해 베타락탐환 분해효소 억제제를 같이 사용한다.

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 스트렙토마이신은 결핵의 1차 치료제로 쓰이는 항생물질이다. Streptomyces griseus와 같은 균에서 생산된다. 세균의 단백질 합성을 억제하여 항생작용을 한다. 세부적인 기작은 세균의 30s 리보솜에 결합하여 t-RNA가 결합하는 것을 저해한다. 단백질 합성을 억제하기 때문에 그람 양성, 그람 음성에 상관없이 모두 효과적으로 작용한다. 부작용으로는 청신경과 신장독성이 발견되어 난청, 신장장애와 같은 부작용이 보고되고 있다.

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 테트라싸이클린은 토양에서 생성되는 항생물질을 검사하며 발견되었다. Streptomyces aureofaciens로부터 Chlotetracycline이 생성되며 Streptomyces rimosus로부터 Oxytetracycline이 생성된다. 30s 리보솜에 특이적으로 결합하여 세균의 단백질 생산을 억제하는 기작으로 항생작용을 한다. 주로 동물용 항생제에 쓰이며 동물용 항생제 중 가장 많이 쓰이는 항생물질이다.

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 Polyoxin은 농약에 주로 쓰이는 항생물질이다. Streptomyces cacaoi의 대사산물에서 발견되었다. 키틴 합성효소기질인 UDP-N-acetylglucosamine과 길항적으로 저해하여 진균세포의 세포벽 합성을 저해한다. 원핵세포가 아닌 진균세포에 작용하기 때문에 곰팡이에 대한 항생 능력이 탁월하다. 주로 농업에서 식물과 과실류, 곡류 등 농산물에 대한 곰팡이병에 광범위하게 사용된다.

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 크로모마이신 A3는 Streptomyces griseus가 생산하는 항암 항생물질이다. RNA중합효소를 저해하여 작용하며 DNA와 결합할 때 마그네슘 이온이 관여하는 것이 특징이다. DNA 결합성 형광색소로 유동 세포 계수법에 이용된다. 2019년에 대한민국 국립 생물자원관에서 (Streptomyces griseus) SJ1-7을 발견하여 전량 수입하던 크로모마이신 A3를 국내 생산할 수 있을 것으로 기대되고 있다.