리서치 하이라이트

제 IIA 형 토포아이소머라아제 억제제의 항균 메커니즘

Nature 466, 7309

DNA 가닥을 따라서 움직이는 DNA 복제효소 및 RNA 복제효소와 같은 효소들은 이들이 이동하는 앞쪽에 슈퍼코일화를 유발하게 된다. 이러한 현상은 DNA가 고무 밴드가 꼬이는 것처럼 과도하게 감기게 만든다. 토포아이소머라아제(topoisomerase)는 DNA 가닥을 자른 후에 다시 연결시킴으로써 이러한 현상을 완화해준다. 토포아이소머라아제 억제제는 항암 및 항생제로 이용되고 있는데, 이들 중에는 1962년부터 이용되고 있는 퀴놀론계 항생제가 있지만, 다중 약제 내성 세균의 출현으로 그 효능이 약화되고 있다. Staphylococcus aureus로부터 분리된 제 2형 토포아이소머라아제인 DNA 자이라아제(DNA gyrase)가 DNA 및 광범위 항생제인 GSK299423과 복합체를 형성한 형태의 결정 구조가 밝혀졌다. 이 항생제는 플루오로퀴놀론(fluoroquinolone)과 동일한 타깃과 상호작용을 하는 새로운 종류의 항생물질이지만, 구조 및 작용 메커니즘이 전혀 다르다. 이번 구조 분석을 통해서 플루오로퀴놀론 내성을 극복할 수 있는 메커니즘을 밝힐 수 있었으며, 임상 연구에서 새로운 세균 억제 메커니즘을 테스트할 수 있는 새로운 전략을 수립할 수 있게 되었다.