Isolation and Characterization of Antimicrobial Compounds from spoon worm, Urechis unicinctus

Abstract

본 논문은 개불 (Urechis unicinctus)의 두 가지 조직 추출물로부터 항균성 물질의 정제와 그 특성에 관한 분석을 기술하고 있다. 첫 번째 항균성 물질은 여러 단계의 역상과 이온교환 고속액체크로마토그래피(HPLC)를 사용하여 체벽근육조직으로부터 정제하였으며, 분자량은 약 13kDa 이었다. 본 논문에 진행된 연구를 통해 밝혀진 아미노산 서열과 뉴클레오타이드 서열을 NCBI BLAST를 통하여 분석해 본 결과, 이 항균성 물질은 무척추동물형 라이소자임 (invertebrate-type lysozyme)으로 밝혀졌기 때문에 개불 라이소자임 (Urechis unicinctus Lysozyme, UuLysI)로 명명하였다. UuLysI의 뉴클레오타이드 서열을 pET-28a(+) 벡터에 삽입한 뒤 Escherichia coli BL21 (DE3) 균주를 사용하여 재조합 단백질 (recombinant protein) 을 발현하였으며, 생산된 단백질과 native 단백질의 항균활성 및 라이소자임 효소 활성을 비교하였다. 그 결과 native의 경우 라이소자임 활성과 항균 활성이 모두 강하게 나타났으나, 발현된 재조합 라이소자임은 라이소자임 활성을 나타내지 않았을 뿐만 아니라 항균 활성 또한 미약하였다. 이러한 현상은 개불 라이소자임이 무척추형 라이소자임의 특징인 이황화결합을 많이 가지고 있기 때문에 올바른 단백질의 접힘(folding)이 이루어지지 않았기 때문인 것으로 추측된다. 개불에서 정제된 두번째 항균성 물질은 내장 조직 추출물을 이용하여 여러 단계의 역상과 이온교환 고속액체크로마토그래피(HPLC)를 통해 정제하였으며, 분자량은 359.1572 Da 이었다. 이러한 저분자량 항균성 물질은 특이하게도 280nm 부근에서 가장 큰 흡광도를 가지고 있었으며, 그람 양성균과 그람 음성균의 다양한 균주에 대하여 강한 활성을 나타내었다. 특히 주목할 만한 것은 이 물질이 항생제 내성균주인 MRSA에 활성을 가진다는 점이다. 또한 이 물질은 열과 pH의 변화에 안정적이었으며, 강력한 펩티데이즈(peptidase)인 프로네이즈(pronase)에도 분해되지 않는 안정성을 가지고 있었다. 본 연구에서는 개불로부터 2개의 항균성 물질, 무척추형 라이소자임과 저분자량 항균성 물질을 분리하였고, 이 두 물질들에 대한 생화학적 특성을 연구하였다.