유산균 대사산물 가운데 항생제와 방부제의 부작용ㆍ내성 문제를 해결해줄 것으로 기대되는 항균 펩타이드와 이 단백질을 만드는 유전자가 밝혀져 식품ㆍ단체급식 업계 등에 적잖은 영향을 미칠 것으로 예상된다.
페디오코커스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus)와 류코노스톡 시트리움(Leuconostoc citreum) 등 `김치 유산균`이 만드는 이들 항균 펩타이드는 안전성도 우수해 단체급식, 대형 레스토랑ㆍ식당, 냉동식품 업체 등에서 폭넓게 사용될 전망이다.
항균 펩타이드란 미생물이 다른 미생물의 생육을 저지하기 위해 생산하는 단백질 계열의 물질을 말한다.
◇연구개발 성과= 서울대 미생물연구소 강사욱 교수팀과 한국생명공학연구원 유전체연구부 김지현 박사팀은 최근 김치에서 분리한 유산균 2종의 유전체 염기서열 초안을 완성하고 유전체정보를 해독해 냈다고 밝혔다. 이들 유산균은 김치에 포함된 3,000종의 미생물 가운데 가장 우수한 종류(우점종)들로 인체에 유해한 각종 세균들의 생장을 억제하는 것으로 밝혀졌다.
강 교수팀은 페디오코커스 펜토사세우스 CBT-8(약 180만 염기쌍)의 1,400여개 유전자 가운데 신규 항균 펩타이드 생산에 필요한 유전자들을 찾아냈다. 위염ㆍ위궤양을 일으키는 헬리코박터 파이로리균, 식중독을 일으키는 리스테리아균 등 몸 속 유해세균의 생장을 억제하는 능력이 우수하다는 점도 밝혀 냈다. 이 균주는 코스닥 등록업체 쎌바이오텍(대표 정명준) 연구팀이 김치에서 분리, 지난해 서울대 미생물연구소 천종식 교수가 동정했다.
김 박사팀은 류코노스톡 시트리움 KM20(약 200만 염기쌍)에서 리스테리아ㆍ살모넬라ㆍ녹농균 슈도모나스 등 다양한 유해균에 높은 항균활성을 가진 새 항균 펩타이드 생산 유전자를 발견했다. 김치의 새콤한 맛 성분인 젖산 등을 생산하는 대사회로의 각 효소 유전자들도 찾아내 김치 맛을 좋게 하는 종균으로도 상용화될 전망이다. 김치 숙성과정에서 우점종을 차지하는 이 유산균주는 생명공학연 박용하ㆍ이정숙 박사팀이 동정했다.
◇향후 전망= 김치 유산균에서 발견한 신규 항균 펩타이드는 국내외에서 큰 문제가 되고 있는 항생제의 독성ㆍ내성 문제와 방부제의 부작용을 해결할 수 있는 대안 중 하나로 주목받고 있다.
강 교수는 “이들 유산균에서 항균 펩타이드를 만들도록 지시하는 유전자와 유전자전달체를 유산균에 다량으로 집어넣어 항균활성과 생산수율을 높이는 균주개량 연구를 진행 중”이라며 “항균 펩타이드가 함유된 유산균 대사산물은 식품ㆍ사료첨가제, 화장료 등 활용분야가 무궁무진하다”고 평가했다..
항균 펩타이드 등 유산균 대사산물을 이용해 다양한 기능성 식품ㆍ소재를 생산ㆍ판매하고 있는 코스닥 등록 바이오 벤처기업 쎌바이오텍(대표 정명준)의 김수동 연구소장은 “이미 유산균 항균 펩타이드를 포함한 대사산물에 대해 식품원료로 승인받았지만 과학적ㆍ학술적으로 규명이 안돼 영업ㆍ마케팅에 어려움이 있었다”며 “그러나 과학기술부 21세기 프론티어연구개발사업의 일환으로 수행된 이번 연구로 이 같은 걸림돌이 사라질 것으로 기대된다”고 말했다.
<임웅재기자 jaelim@sed.co.kr>
