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보고서 상세정보

미생물 유전체 기반 작용점을 활용한 슈퍼세균용 항생물질 개발
Development of Anti-superbacterial Agents using Microbial Genomics-driven Targets

  • 사업명

    21C 프론티어연구개발사업

  • 과제명

    미생물 유전체 기반 작용점을 활용한 슈퍼세균용 항생물질 개발

  • 연구책임자

    김원곤

  • 참여연구자

    김종평   윤봉식  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2005-05

  • 과제시작년도

    2002

  • 주관부처

    과학기술부

  • 등록번호

    TRKO201000012017

  • 과제고유번호

    1350007743

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    The appearance of antibiotic-resistant bacteria has steadily increased to become a
    serious health problem. Methicillin-resista...

    The appearance of antibiotic-resistant bacteria has steadily increased to become a
    serious health problem. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and
    vancomycin resistant Enterococci (VRE) have become particularly troublesome in the clinic.
    With the recent emergence of vancomycin resistant Staphylococcus aureus (VRSA), the
    need for new antibiotics is urgent. One approach to combating antibiotic resistance is to
    identify new drugs that function through novel mechanisms of action.
    With the advent of microbial genomics, the complete genomes of nearly 80
    microbes have been sequenced and about half of the genomes sequenced were from
    microbial pathogens. Bacterial genome sequence data has allowed the identification of novel
    classes of broad spectrum targets for therapeutic intervention. Among those selected
    targets, some including fatty acid biosynthesis, peptide deformylase, aminoacyl-tRNA
    synthetase, and two-component signal transduction system have already been validated as
    drug targets for new antibacterial agents development. Such expansion of potential drug
    targets by genomic-based technology have facilitated a fundamental shift from direct
    antimicrobial screening program toward rational target-based strategies in the antibacterial
    discovery paradigm.


    1. 방선균, 곰팡이, 버섯류등 미생물 자원의 지속적 확보 국내의 특수환경 토양에 서식하고 있는 방선균, 곰팡이, 담자균류등의 토착미생물을 지속적으로 수집하고 그 배양여액을 신개념의 항균 항생물질 창출을 위한 공시재료로 하였다. 2...

    1. 방선균, 곰팡이, 버섯류등 미생물 자원의 지속적 확보 국내의 특수환경 토양에 서식하고 있는 방선균, 곰팡이, 담자균류등의 토착미생물을 지속적으로 수집하고 그 배양여액을 신개념의 항균 항생물질 창출을 위한 공시재료로 하였다. 2. 기확보된 미생물의 배양 추출액 라이브러리 제조 이미 확보하고 있는 방선균, 곰팡이등 미생물의 배양액의 균사체내의 저분자 물질까지 회수하고, 보관중의 미생물 오염을 방지하며, 배양액내의 단백질등 고분자물질을 제거하기 위하여 미생물 배양액을 아세톤으로 추출하고 원심분리등 전처리하여 탐색계 적용에 적당하게 미생물 배양 추출액 라이브러리를 제조하였다. 3. ENR, PDF 저해 활성물질 신속 탐색계 확립 및 검증 기 확립된 ENR 또는 PDF assay 계를 신속, 간편, 정확한 탐색계로 개량하였다. ENR 및 PDF assay계의 반응 단계를 간소화하고 각각의 반응성분을 소량화, 일정화하여 대량 탐색에 알맞게 소형, 간편한 반응계로 개량하였다. 또한 개량된 반응계는 표준물질을 사용하여 검증 하였다. 4. 미생물 배양 추출액 라이브러리의 탐색계 적용 및 항균 항생물질 생산 균주 선발 개량 검증된 ENR 및 PDF 반응계에 미생물 배양 추출액 라이브러리를 적용하여 ENR 또는 PDF 저해 활성물질를 생산하는 미생물 균주를 탐색하였다. 이렇게 선발된 ENR 또는 PDF 저해활성물 생산균주가 G (-) (E. coli ) 또는 G (+) (B. subtilis, S. aureus) 등 세균에 대하여서도 항균활성을 갖는 물질를 생산하는지를 조사하여 ENR 또는 PDF 저해활성 와 항균활성을 동시에 갖는 물질을 생산하는 균주를 선발하였다. 1차 탐색에서 선발된 균주을 대상으로 활성물질을 Silica 또는 ODS thin layer chromatography 방법으로 부분 정제하여 ENR 또는 PDF 저해활성과 항균활성이 일치하는 지를 조사하여 ENR 또는 PDF 저해활성물 질과 항균활성물질이 다른 균주는 배제하였다. ENR 또는 PDF 저해 항균 활성물질을 생산하는 균주를 신개념의 항균 물질 소재 생산 균주로 선발하였다. 5. 신개념의 항균 활성 물질 추출 정제 신개념의 항균 소재 생산 균주를 대량 배양하여 활성물질를 신속하게 추출 정제하였다. 아세톤 추출, 유기용매 추출, TLC, Silica gel column chromatography, MCI gel column chromatography, Sephadex LH-20 olumn chromatography, ODS column chromatography, MPLC, HPLC 등 다양한 추출 정제기술을 사용하여 소량이라도 신속하게 활성물질을 단일물질로 정제하였다. 6. 신개념의 항균 활성 물질 구조분석 순수하게 추출 정제된 화합물의 화학구조를 결정하기 위하여 300MHz와 600MHz의 NMR을 이용하여 1H-NMR, 13C-NMR, 1H-NMR, 1H-13C COSY, TOCSY, NOESY, DEPT, HMQC, HMBC 등의 분석기법을 활용하였고, MS는 AP-MS, EI-MS, FAB-MS, ESI-MS등을 측정하여 분자량을 결정하고 high-resolution mass를 측정하여 화합물의 분자식 및 분자 구성원소를 규명하였다. 7. 신개념의 항균 활성 물질의 활성평가 Fab I, Fab K 및 PDF 저해활성은 kinetic assay를 하여 활성의 신뢰도를 높였고, IC50을 측정하여 저해 활성도를 조사하였다. 항균활성은 1차로 20 여균주의 G(+) 세균 (S. pyrogenes, S. faecium, S. aureus) 과 G(-) 세균 (E. coli, P . aeruginosa, S. typhirium, K. oxytoca, K.aerogenes, E. cloacae) 을 대상으로 MIC(μg/ml)를 측정하였다. 2차로 30여개의 MRSA 균주와 10개의 QRS 균주에 대하여 MIC(μg/ml)를 측정하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 요약문 ... 3
    4. SUMMARY ... 10
    5. CONTENTS ... 14
    6. 목차 ... 15
    7. 제1장 연구개발과제의 개요 ... 16
    8. 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 19
    9. 제1절 국외의 기술개발...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 요약문 ... 3
    4. SUMMARY ... 10
    5. CONTENTS ... 14
    6. 목차 ... 15
    7. 제1장 연구개발과제의 개요 ... 16
    8. 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 19
    9. 제1절 국외의 기술개발현황 ... 19
    10. 제2절 국내의 기술개발현황 ... 21
    11. 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
    12. 제1절 Fusarium sp. 등 곰팡이 균주로부터 분리한 FabI 와 FabK 저해 항균 활성물질 ... 22
    13. 제2절 곰팡이 균주로부터 분리한 PDF 저해 항균 활성물질 ... 58
    14. 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 71
    15. 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 72
    16. 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 73
    17. 제7장 참고문헌 ... 74
  • 참고문헌

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