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세균,항균 암세포사멸 등 기능성 리소좀의 다양한 연구활발

리소좀을 통한 다양한 분야적용 연구성과기대... 오가넬 리소좀 분리 및 활용에 관한특허

등록일 2020년11월16일 10시29분 트위터로 보내기 싸이월드 공감 네이버 밴드 공유

리소좀은 1995년 드뒤브 (Christian de Duve)에 의해 발견되었고, 진핵세포 내 세포소기관으로 대사에 관계하는 것 외에 식세포 작용으로 세포 외부로부터 침입한 이물질, 세균 및 바이러스의 세포 내 소화 작용에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 리소좀의 크기는 0.1~1.2로 세포의 종류에 따라 매우 다양하며, 단일 지질막으로 쌓여 있고, 이 내부는 약산성에 최적 pH를 갖는 약 50-60여 가지의 다양한 가수분해 효소들을 포함하고 있다.

 

리소좀은 세포 내에서 기능을 가질 뿐만 아니라 세포 내에서 외부로 추출하여도 특별한 기능을 갖는다. 리소좀 내에 존재하는 라이소자임(lysozyme)을 포함한 가수분해 효소들은 은 세균의 세포벽을 분해할 수 있는데, 세균의 세포벽에 존재하는 특정 단백질(N-acetyl group)을 리소좀 막에 존재하는 수용체(N-acetyl group receptor)가 세균을 인식하게 되고, 리소좀 내의 가수 분해효소가 리소좀 밖으로 분출되면서 세균의 세포벽을 분해하고 세균 내로 들어가 세균까지 분해하는 항균작용을 한다.

 

하지만 세포벽에 N-acetyl group이 없다면 리소좀은 인식할 수 없어 작용하지 못하게 된다. [Glick et al. (1970) Infection and Immunity. 2:563-569, Glick et al. (1972) Infection and Immunity. 6:403-413] 그러므로 리소좀 내 단일 단백질을 사용하는 것이 아닌 리소좀 자체를 사용하는 것으로 직접적인 효소 작용이 아닌 세균의 활성을 저해하여 안전한 소재로 사용 가능하다. 리소좀은 세포파쇄액을 원심분리에 의해 분리할 수 있으며, 진핵세포 중 가장 큰 세포인 달걀에서 가장 많이 분리할 수 있다.

 

사진= 리소좀 연구결과자료

 

리소좀은 그람음성균(대장균, 쉬겔라 등), 그람양성균(황색포도상구균, 폐렴균, 살모넬라 등)과 같이 다양한 세균에 살균 효과(자체테스트 및 Kotiti 시험연구원 결과)뿐만 아니라, 수족구 바이러스(자체테스트), 로타바이러스, 호흡기세포융합바이러스 (한국화학융합시험연구원, KTR)에도 효과가 있음을 확인하였으며, 또한 병원성 대장균에 감염된 쥐의 혈관에 리소좀 주입 후 혈액 내 병원성 대장균이 제거되면서 면역작용을 하는 것도 결과를 확인할 수 있었다.

 

사진= 리소좀연구결과자료
 

 

리소좀의 기능은 이러한 항균활성 외에도, 세포 내 암세포를 사멸시키는 apoptosis 작용에 관여하고 있어 항암 소재로도 활용 가능하며, 피부에 생긴 색소(pigment)를 자식작용(autophagy)를 통해 소낭에 모아 분해하는 기작을 가지고 있어 멜라닌을 제거하는 미백 화장품 제제로의 활용 가능성도 가지고 있다.

 

또한, 최근에 연구된 바에 의하면, 리소좀을 과채류 표면에 처리 시, 표면에 존재하는 부패 미생물 제거 및 에틸렌 가스 생성 저해를 통해 과채류의 신선도를 유지해줄 뿐만 아니라, 김치의 발효를 억제시켜 김치의 맛을 좀 더 오랫동안 지속시켜주는 기능도 있어 식품 분야에도 적용 가능할 것으로 보고 있다. 이렇게 리소좀은 한 가지 기능이 아닌 여러 기능을 복합적으로 가진 세포소기관으로 항균제, 항암제, 화장품 소재, 식품 첨가제 등 다양한 소재로의 개발이 가능할 것으로 판단되며, 건강과 안전을 중요시하는 요즘 시대에 걸맞는 맞춤형 소재라고 할 수 있다.

 

세포 내에서 리소좀의 기작에 대해서는 많은 선행 연구들이 보고 되어 왔고, 아직도 많은 연구자들에 의해 연구 되어지고 있지만, 리소좀의 세포 내 기작을 이용해 외부로 추출하여 소재롤 사용하고 있는 연구는 많이 진행되지 않았고, 현재 오가넬에서 가장 활발히 하고 있으며, 리소좀 분리 및 활용에 관한 특허 및 기술을 보유하고 있다.

김희빈 기자 이기자의 다른뉴스
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