콜라겐은 피부, 힘줄, 연골, 각막, 혈관, 치아 등 인체의 주요 구성요소로, 전체 단백질 중 약 \(25 \sim 30\%\)를 차지하는 섬유성 단백질이다. Collagenase는 콜라겐의 펩타이드 결합을 생리적 \( \mathrm{pH} \)와 온도에서 가수 분해하는 능력을 가진 효소다. 본 연구는 피부에서 주로 발견되는 콜라겐을 활용하는 균들, 특히 피부 질환을 유발하는 특정 균주들이 높은 collagenase 활성을 나타낼 것이라는 가정에 따라 진행되었다.
<h1>서 론</h1> <p>콜라겐은 피부 뿐만 아니라 힘줄, 연골, 각막, 혈관, 치아등의 주요 구성인자로 인체를 구성하는 단백질 중 약 \( 25 \sim 30 \% \) 를 차지하는 비용해성 섬유 단백질이다. 특히 강력한 신장성을 지니고 있어 우리 피부의 탄력성을 관장하며, 피부 노화에 직접적으로 관여하고 있다. 콜라겐 섬유를 구성하는 콜라겐. 분자는 길이 \( 300 \mathrm{~nm} \), 두께 \( 1.5 \mathrm{~nm} \)의 tropocollagen으로 분자 간에는 교차 결합이 없어 쉽게 용해된다. Tropocollagen은 수소 결합으로 서로 단단하게 꼬여있는 동일한 크기의 3개 polypeptide로 이루어진 나선형 사슬이다. 사람에게 나타나는 콜라겐인 tropocollagen은 각 polypeptide chain 구성의 차이에서 Ⅰ-Ⅶ형태의 다양한 종류가 있다. 부위에 따른 콜라겐의 여러 가지 type 중 피부의 콜라겐은 type Ⅰ 에 속한다. 콜라겐은 보통 1,000개 이상의 아미노산으로 구성되어 있는데 분자의 아미노산 배열이 매우 규칙적이다. 각 사슬의 구성 아미노산은 \( 1 / 3 \)이 Glycine이며 거의 매 3번째 위치에 glycine이 있는 glycine-proline-hydroxyproline 배열로 종종 되풀이된다. 세 개 가닥 나선형 사슬의 안쪽은 glycine으로 꽉 차있으며 나선형의 회전마다 세 개의 아미노산 잔기가 있다.</p> <p>콜라겐을 분해하는 것이 collagenase이다. Collagenase는 생리적인 \( \mathrm{pH} \)와 온도에서 변성되지 않은 콜라겐의 사슬내에 있는 펩타이드 결합을 가수 분해할 수 있는 효소로 정의된다. Collagenase는 척추동물과 원핵생물에서 분비되는데 척추동물의 collagenase는 상처의 치료, 성장 조절, 조직의 흡수와 재형성 등에서 중요한 역할을 하기도 하나, 정상 조직의 경우 주로 재해 인자와 결합해 불활성형 효소로서 존재한다. 특히 만성 관절 류머티스, 각막 궤양, 그 외 염증 조직에서 높은 값의collagenase 활성이 검출되어 collagenase가 조직 파괴에 직접 관여하고 있다는 점에서 임상적으로 주목 받고 있다. 원핵생물 유래 collagenase의 여러 가지 기능들 중 하나는 콜라겐 기질을 빠르게 분해함으로써 세균이 숙주의 조직에 감염하는 것을 돕고 분해된 기질의 산물을 성장을 위한 영양원으로 사용하는 것이다. 그러므로 세균은 virulence factor로서 collagenase를 hyaluronidase, phosphoipase, elastase 등과 같이 생산하여 콜라겐을 비롯한 숙주조직을 분해하는 작용을 촉진시킨다. Collagenase는 저질 육류의 품질 향상, 뼈나 피부의 치료 등 식품 및 의료 산업 등에 유용하게 이용되고 있기도 하고, 대부분 병원성 세균들에 의한 virulence factor로서 collagenase의 영향에 대한 연구가 진행 중이다.</p> <p>현재까지 치주염, 각막염, 패혈증, 유방암, 위궤양 등을 유발하는 병원성 세균들에게서 virulence factor로서 collagenase가 생산되어지는 것으로 밝혀져 있다. 그러나 병원성 세균이 생산하는 collagenase에 의해 콜라겐을 비롯한 조직이 파괴되는 과정에서 감염된 세포 또한 염증 반응동안에 스스로 collagenase를 생성하기 때문에 병원성 세균의 생산한 collagenase의 정확한 영향을 밝히는데 어려움이 있다. 하지만 이것은 병원성 세균의 collagenase가 mammalian collagenase의 분비를 촉진시킬 수 있다는 것을 암시하며, 결국 세균의 collagenase가 간접적으로 콜라겐을 분해하는데 기여하고 있는 것을 알 수 있다. 그러므로 병원성 세균의 collagenase의 연구는 병인학에서 중요한 자료가 될 것이다.</p> <p>본 연구에서는 콜라겐으로 주로 구성된 피부에서 서식하는 균들은 collagenase 활성을 가질 것이며, 특히 피부 트러블을 유발하는 균주가 높은 collagenase 활성을 보일 것이라 생각하였다. 따라서collagenase 활성이 높은 균주를 피부에서 분리한 뒤 그 collagenase를 분리 및 정제하여 그 특성에 관한 연구를 수행함으로서 피부 트러블을 야기하는 균의 collagenase 특성에 관해 알아보았다.</p>