\( \beta \)-lactam계 항생물질에 대한 저항성은 \( \beta \)-lactam제의 작용점인 세균의 세포벽에 존재하는 PBP와 \( \beta \)-lactam계 항생물질을 불활성화시키는 \( \beta \)-lactamase에 의해 나타난다. 본 연구에서는 다양한 \( \beta \)-lactam계 항생제에 대한 저항성과 MIC가 높은 Bacillus sp. J105로부터 생산된 \( \beta \)-lactamase를 이용하여 새로운 약물 저항 기작을 밝히고자 하였다.
<h1>서 론</h1> <p>\( \beta \)-Lactam계 항생물질은 아민기와 카르복실기가 분자 내 탈수반응에 의하여 형성된 4원환의 \( \beta \)-lactam 고리를 기본골격으로 하는 약물로서 임상에 널리 사용되고 있지만 세균은 이들에 대하여 여러 경로를 통하여 저항성을 나타내고 있다. \( \beta \)-lactam계 항생물질에 대한 저항성은 \( \beta \)-lactam제의 작용점인 세균의 세포벽에 존재하는 penicillin binding protein (PBP)과 \( \beta \)-lactam계 항생물질을 불활성화 시키는 \( \beta \)-lactamase에 의해 나타난다. 이들 두 단백질은 서로 성질이 다르지만 그 작용점은 다 같이 serine으로 알려져 있으며, 1차 아미노산 배열의 상동성이 매우 높기 때문에 같은 기원의 효소로부터 분화된 것으로 추측하고 있다. \( \beta \)-Lactamase에 의한 세균의 저항성은 효소 작용점인 serine 잔기가 \( \beta \)-lactam 고리와 에스터 결합을 형성하여 \( \beta \)-lactam 고리를 개환시킴으로써 나타난다 . \( \beta \)-Lactamase는 활성부분의 주요 구성성분에 따라 serine- \( \beta \)-lactamase와 metallo- \( \beta \)-lactamase로 분류되고 있다. Serine- \( \beta \)-lactamase는 classes A, C, D로 세분화 되어 있고 metallo- \( \beta \)-lactamase는 class B로 분류된다. 이중에서 임상적으로 중요한 A class의 효소에는 Staphlococcus. aureus계의 효소와 E. coli, Haemophilus. influenzae, Neisseria. gonorrhoeae 등에 존재하는 plasmid 유래의 효소가 있다. C class의 효소는 염색체에 의하여 생산되는 것으로 Pseudomonas. aeruginosa 및 Enterobacter속의 박테리아에 존재한다. C class의 \( \beta \)-lactamase는 모든 E. coli에 존재하지만 E. coli중에서 약물 저항성에 결정적으로 관여하는 것은 C class보다 A class의 plasmid성 효소가 중요한 것이 차이점이라 하겠다. B class의 효소는 metal enzyme으로서 희귀하게 나타나는 것이다. 이들은 Bacte-roides속 세균과 P. maltophilia에서 발견되고 있는데 이들 B class의 효소는 imipenem과 같은 carbapenem을 비롯하여 대부분의 연구대상으로 삼아 왔으나, 그 이외에도 Mycobacterium 속 세균, Streptomyces속 세균, 효모 등 여러 종류의 미생물로부터 분리되고 있다. 이에 본 연구는 필자 등이 자연에서 분리한 그람 양성 박테리아로써 다양한 \( \beta \)-lactam계 항생제에 대한 저항성의 폭이 넓으며 minimal inhibitory con-centration (MIC)가 높은 것으로 알려진 Bacillus sp. J105로 부터 생산되는 \( \beta \)-lactamase를 단백질 차원에서 정제하고 정제 효소의 제반 성질을 파악하여 특성을 조사함으로써 기존의 병원미생물을 대상으로 한 연구에서 벗어나 새로운 약물 저항 기작을 밝히는 기초 연구의 일환으로 시도하였다.</p>