국내 연구진이 우리나라 토종 약용식물인 광대싸리에서 항암 물질이 만들어지는 핵심과정을 규명했다. 70년간 밝혀지지 않은 난제였던 항암 물질 세큐리닌이 식물 안에서 어떻게 만들어지는지가 밝혀지면서 앞으로 합성 생물학을 기반으로 항암 물질을 안정적으로 생산할 가능성을 제시했다. 

6일 한국과학기술원(KAIST)에 따르면 생명과학과 김상규 교수·화학과 한순규 교수 연구팀은 우리나라 자생 식물인 광대싸리에서 항암 효과가 있는 것으로 알려진 세큐리닌 계열 물질이 만들어지는 핵심 과정을 밝혀냈다. 

카이스트 생명과학과 김상규 교수와 화학과 한순규 교수. 카이스트 제공

광대싸리는 우리나라 산과 들에서 쉽게 볼 수 있는 관목으로 세큐리닌을 비롯한 다양한 알칼로이드 성분이 들어 있어 신약 개발 가능성이 높은 약용식물로 주목받아 왔다.

세큐리닌은 1956년 광대싸리에서 처음 발견된 이후 지금까지 130종이 넘는 관련 물질이 보고됐다. 이들 가운데 일부는 항암 효과를 보이거나 뇌로 잘 전달돼 신경 재생을 돕는 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 

그러나 지난 70년간 이런 물질들이 식물 안에서 어떻게 만들어지는지는 밝혀내지 못했다. 

경기 성남시 불곡산 광대싸리 사진. 카이스트 제공

김상규 교수 연구팀은 경기 성남시 불곡산 일대의 ‘KAIST 생태림’에서 광대싸리를 확보해 연구 시료를 만들고 식물 유전체를 정밀 분석했다. 한순규 교수 연구팀은 세큐리닌이 만들어지기 바로 전 단계 물질인 ‘비로신 B’를 찾아내고 이를 실험실에서 직접 만들어 그 변화를 관찰했다.

그 결과 식물 속 효소인 ‘황산전이효소’가 비로신 B를 항암 성분 세큐리닌으로 바꾸는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실을 알아냈다. 

이는 황산전이효소가 단순히 화학 성분을 붙이는 보조 역할이 아니라 알칼로이드의 구조 자체를 바꾸는 데도 중요한 역할을 할 수 있음을 보여준 연구 결과라고 연구팀은 설명했다. 

연구팀은 “자생 식물에서 얻을 수 있는 고부가가치 천연물이 어떻게 만들어지는지를 분자 수준에서 밝힌 것”이라며 “앞으로 미생물이나 세포를 이용해 항암 물질을 안정적으로 생산하고, 다양한 의약학적 응용으로 이어질 수 있는 기반을 마련했다”고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 지난달 23일 게재됐다.

대전=강은선 기자 [e-mail]