항생제

항생물질은 미생물을 사멸시키거나 생장을 억제하는 물질이며, 좁은 의미로는 세균에 작용하는 물질을 말한다¹⁾. 항생물질은 생물에게서 유래된 물질이며 주로 사상성 진균류와 방선균류 등 토양 미생물이나 동물 및 식물과 공생하는 미생물에서 발견되고 있다. 항생물질의 작용 기전은 다양하며, 이에 따라 억제가 가능한 미생물의 종류가 달라진다.

목차

사상성 진균류나 식물에서 추출한 성분이 항생활성을 나타낸다는 사실은 오래 전부터 알려져 왔으나 그 실체가 최초로 알려진 항생물질은 1928년에 영국의 생물학자인 알렉산더 플레밍(Alexander Fleming)이 발견하였다. 플레밍은 푸른곰팡이 Penicillium chrysogenum의 포자가 세균을 억제하는 것을 관찰하였으며, 이 물질을 페니실린이라고 명명하였다²⁾. 이후 항생물질의 생산자로 더 각광을 받은 미생물은 Streptomyces로 대표되는 방선균이며, 스트렙토마이신, 테트라사이클린, 클로람페니콜, 에리스로마이신, 뱅코마이신 등 현재까지도 널리 사용되는 항생물질의 대부분은 방선균에서 분리된 것들이다³⁾. 이러한 항생물질의 발견은 1940년대 이후 폭발적으로 진행되었으며, 현재 사용되고 있는 항생물질의 대부분은 1970년대까지 방선균에서 유래한 것이다.

그림 1. 플레밍이 제작했던 페니실린 생산균 샘플. ()

항생물질은 화학적 구조, 작용 기전, 활성 스펙트럼 등에 따라 구분할 수 있으며 주요한 종류는 다음과 같다.

이 밖에 안사마이신, 카바세펨, 링코사마이드, 리포펩타이드, 모노박탐, 니트로퓨란, 옥사졸리디논 등의 계열에 속하는 항생물질이 알려져 있다. 현재까지 30,000~40,000여 종의 천연 항생물질이 발견된 것으로 추산되며, 지금도 새로운 항생물질은 계속 발견, 보고되고 있다⁴⁾.

세균에만 존재하는 세포벽 구성분인 펩티도글리칸은 항생물질의 가장 좋은 표적이다. 항생물질중 베타락탐 군에 속하는 페니실린, 세팔로스포린과 카바페넴 계열은 세포벽의 생합성을 저해하는 항생물질이다. 세균의 리보솜 역시 진핵생물과 다른 구조를 가지고 있으며, 항생물질 중 이에 작용하는 종류가 있다. 리보솜의 두 소단위체 중 30S 소단위체에 작용하는 항생물질은 아미노글리코사이드과 테트라사이클린 계열이 있으며, 50S 소단위체에 작용하는 항생물질은 마크롤라이드 계열이 있다.

김승범/충남대학교

김은자/한국미생물학회

1. NHS Choices (www.nhs.uk).
2. Aminov, RI. 2010. A brief history of the antibiotic era: lessons learned and challenges for the future. Front. Microbiol. 1: 134.
3. Bérdy, J. 2005. Bioactive microbial metabolites. J Antibiot (Tokyo). 58(1):1-26.
4. Etebu, E. et al. 2016. Antibiotics: Classification and mechanisms of action with emphasis on molecular perspectives. Int J Appl Microbiol Biotechnol Res 4: 90-101.