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항생제 : 세포벽 합성 억제

항생제의 원리 :  항생제 ppt
- 세포벽 합성 억제
- 세포막 기능 억제(세포막 투과성의 변화)
- 단백합성 억제
- 핵산합성 억제
- 엽산합성 억제  

세균의 세포벽 합성을 억제하는 항생제에는 베타락탐계 항생제(페니실린, 세팔로스포린 등)와 반코마이신 같은 항생제들이 포함된다. 세포벽 합성을 억제하는 항생제는 주로 증식 중인 세균에 대해서만 항균작용을 나타내게 된다.  세균 중에는 세포벽이 없는 마이코플라즈마(Mycoplasma) 등과 같은 세균이 있는데, 이와 같은 세균에는 세포벽 합성을 억제하는 항생제를 아무리 투여하여도 항균효과가 없으며, 인체 세포에도 세포벽이 없기 때문에 영향을 미치지 않는다.



삼지창 달린 슈퍼항생제 개발 - 버전 1.0보다 25,000배 강력!

Modes of action of vancomycin as an inducer of glycopeptide resistance genes and as an inhibitor of peptidoglycan polymerization.

의학약학  양병찬 (2017-06-07 09:26)

병원성 세균에 대한 지구 최후의 방어선에 새로운 전사(warrior) 하나가 추가되었다. 이름하여 반코마이신(vancomycin) 3.0!
반코마이신의 원조(元祖)인 버전 1.0은 1958년 이후 MRSA(메티실린저항성황색포도상구균: 참고 1)와 같은 위험한 감염병과 싸우는 데 사용되어 왔다. 그러나 저항성세균이 등장하면서 칼 끝이 무뎌지자, 과학자들은 좀 더 강력한 버전, 즉 반코마이신 2.0을 개발했었다.
이번에 개발된 버전 3.0은 삼지창접근법(three-pronged approach)이라는 독특한 접근방법을 이용하여 세균을 무찌름으로써, 의사들에게는 약물내성세균에 대항하는 강력한 신무기를 제공함과 동시에, 연구자들에게는 내구성이 한층 향상된 항생제를 개발하는 아이디어를 제공할 것으로 보인다.
"반코마이신 3.0은 매우 특별하다. 그것은 십 년간에 걸친 오랜 노력의 결정판이다"라고 예일대학교의 스콧 밀러 박사(화학)는 논평했다.

오랫동안 마지막 수단으로 간주되어 왔던 반코마이신은 세포벽 구축을 방해함으로써 세균을 살해한다. 구체적으로 말하면, 세포벽을 구성하는 단백질의 부분품인 펩타이드(prptide), 특히 D-알라닌(D-ala) 두 개로 끝나는 것에 결합한다. 그러나 내성세균이 진화하여, 오늘날 많은 세균들은 두 개의 D-ala 중 하나를 D-젖산(D-lac)으로 대체함으로써, 반코마이신의 결합력을 크게 약화시킨다.
오늘날 반코마이신에 대한 저항성이 널리 퍼지는 바람에, 반코마이신저항성 장구균(VRE), 반코마이신저항성 포도상구균(VRE)과 같은 위험한 감염병들이 점점 더 흔해지고 있다. 그리하여 미 질병통제예방센터(CDC)에 따르면, 매년 약 23,000명의 미국인들이 17가지 항생제내성감염병에 걸려 목숨을 잃는다고 한다(단, 반코마이신 저항성 때문에 사망하는 사람을 구분하기는 어렵다).
D-lac과 관련된 문제점을 해결하기 위해, 스크립스 연구소의 데일 보거 박사(화학)가 이끄는 연구진은 D-ala와 D-lac로 끝나는 펩타이드에 결합하는 신버전의 반코마이신을 합성하기 시작했다. 그들은 2011년에 합성에 성공했는데, 그 동안 다른 연구진들이 새로운 구조변화 방법들을 개발했다. 그중 하나는 세포벽 구축을 중단시키는 것이고, 다른 하나는 세포벽에 누수를 초래하여 세포사(cell death)를 유도하는 것이었다.
그러자 이에 자극받은 보거 박사는 세 가지 무기(구조변화)를 통합하여, 삼지창 달린(three-pronged) 반코마이신 유사체로 만드는 작업에 착수했다. 그 결과 탄생한 것이 반코마이신 3.0이다. 지난 5월 30일 미 학술원회보(PNAS)에 실린 논문에 따르면, 새로운 버전은 VRE나 VRSA에 대한 항균력이 25,000배 향상되었다고 한다(참고 2). 더욱이 반코마이신저항성 세균들을 대상으로 테스트해 보니, 이 세균들은 50라운드가 지나도록 새로운 저항성을 진화시키지 못하는 것으로 드러났다. 상당수의 항생제들은 몇 라운드 만에 약발이 떨어지기 시작하는 게 상례인데도 말이다. 보거스 박사에 의하면, 이는 반코마이신 3.0의 지속성(durability)이 크게 향상되었음을 의미한다고 한다.
"세 가지 항균 메커니즘을 동시에 피해갈 세균은 없다. 용케 한 가지 메커니즘을 회피하더라도, 다른 두 가지 메커니즘에 덜미를 잡힐 테니 말이다"라고 보거스 박사는 말했다.


※ 출처: National Academy of Sciences of the USA, “The modifications give vancomycin three lines of defence against bacterial resistance”/ © Chemistry World에서 재인용(https://www.chemistryworld.com/news/modified-antibiotic-beats-superbug-resistance-/3007506.article)