김경헌 교수팀(식품공학과) 항암제 원료, 흔한 당으로 98% 만들었다… ‘효소 4종 이어달리기’ 세계 첫 실증 고대소식 링크: https://www.korea.ac.kr/bbs/ko/42/122162/artclView.do?layout=unknown □ 항암제와 B형 간염 치료제의 핵심 원료를 친환경적으로 생산할 수 있는 기술이 나왔다. 자연에서 흔한 당인 D-리보오스에서 효소 반응만으로 이 원료를 합성해 낸 것은 세계 처음이다. □ 고려대학교(총장 김동원) 생명과학대학 식품공학과 및 대학원 융합생명공학과 김경헌 교수팀과 경북대학교 식품공학부 김동현 교수는 D-리보오스를 약품 원료인 L-리보오스로 98% 이상 바꾸는 데 성공했다고 밝혔다. 연구 결과는 영국 왕립화학회(RSC) 학술지 ‘Green Chemistry(IF=10.6)’에 8월 20일 게재됐다. *논문명: Biocatalytic stereoinversion of D-ribose to enantiopure L-ribose via a kinetic model-guided redox cascade *DOI: 10.1039/d6gc04289a *URL: https://doi.org/10.1039/d6gc04289a □ 당 분자는 오른손과 왼손처럼 모양은 같지만 서로 포개지지 않는 두 종류가 있다. 자연에는 오른손 모양(D형)이 흔하고, 약 재료로 쓰이는 왼손 모양(L형)은 거의 없다. 그래서 L-리보오스는 만들기가 까다로웠다. 기존 화학 합성은 영하 78도 냉각과 독성 물질이 필요한 4~9단계의 과정을 거쳐야 했다. 효소를 쓴 방법도 있었지만, 희귀하고 비싼 원료에서 출발해야 했고 수율도 최고 70% 수준에 머물렀다. □ 연구팀은 흔한 오른손 당을 왼손 당으로 ‘뒤집는’ 방법을 찾았다. 먼저 오른손 당을 좌우 구분이 없는 중간 물질(리비톨)로 바꾼 뒤, 이를 왼손 당으로만 다시 바꾸는 방식이다. 효소는 화학 반응을 도와주는 단백질 일꾼으로, 연구팀은 효모와 셀러리 등에서 얻은 효소 4종을 25도의 수용액 반응기에 함께 넣었다. 효소들이 이어달리기하듯 바통을 넘기며 차례로 일한다. □ 이 방식은 그동안 어렵다고 여겨졌다. 효소마다 쓰는 에너지 충전 물질(조효소)이 달라 한 그릇에 넣으면 서로 방해했기 때문이다. 연구팀은 효소들이 각자 따로 충전하도록 설계해 문제를 풀었다. 또 반응을 수학적 모델로 나타내고 컴퓨터로 효소를 얼마나 넣을지 미리 계산했다. 처음에는 넣은 당의 23.3%만 바뀌었지만, 계산으로 조건을 맞추자 98% 이상으로 높아졌다. □ 당을 20~60mM 넣었을 때 98% 이상이 원하는 재료로 바뀌었고, 원하는 모양의 비율(순도)도 99% 이상이었다. 더 진한 조건인 70mM에서도 수율 96.4%로, 물 1리터당 10.3g을 얻었다. 반응에는 약 4일(96시간)이 걸렸다. □ 환경 부담도 줄었다. 물을 제외한 폐기물 지표(단순 E-계수)는 1.97로, 9단계 화학 합성법(86)의 40분의 1 이하다. 4단계 화학 합성법(8.7)과 비교해도 약 4분의 1 수준이다. 원료가 96% 이상 쓰여 값비싼 분리 과정 없이도 고순도 결과물을 쉽게 얻을 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. *E-계수(E-factor): 제품 1kg을 생산하는 데 발생하는 폐기물의 양(kg)을 나타내는 지표로, 화학 공정의 친환경성을 정량적으로 평가하는 데 널리 쓰인다. 숫자가 낮을수록 폐기물 발생이 적어 더 친환경적인 공정임을 뜻한다. □ 김경헌 고려대 교수는 “위험한 물질이나 영하 78도 냉각 장치 없이 상온의 수용액에서 효소만으로 약품 원료를 얻는 기술을 확보했다”고 말했다. 김동현 경북대 교수는 “약품 원료를 향후 국내에서 더 저렴한 가격으로 만들 수 있게 돼 환자들의 치료비 부담을 덜 수 있을 것” 이라고 밝혔다. □ 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오의료기술개발사업(RS-2024-00452695) 및 개인기초연구사업(RS-2026-25485154), 교육부·대구광역시 지역혁신중심 대학지원체계(RISE) 글로컬30 사업(대구 RISE센터, 2025-RISE-03-001)의 지원을 받아 수행됐다.
고려대 백자현 교수 한국뇌신경과학회 ‘장진-지엔티파마 학술상’ 수상 고려대학교 생명과학부 백자현 교수가 2026년 9월 6일 한국뇌신경과학회(KSBNS) K-Brain 2026 학술대회에서 ‘장진-지엔티파마 학술상’을 수상했다. 장진-지엔티파마 학술상은 한국뇌신경과학회 초대 회장을 역임한 故 장진 박사의 학문적 업적과 헌신을 기리기 위해 제정된 상으로, 뇌신경과학 분야에서 지속적으로 우수한 연구 성과를 이루고 학문 및 학회 발전에 기여한 연구자에게 수여된다. 기존 ‘장진 학술상’의 취지를 계승하여 2025년부터 지엔티파마(GNT Pharma)의 후원으로 운영되고 있다. 백자현 교수는 도파민 D2 수용체를 중심으로 뇌 신호전달과 행동 조절 기전을 연구해 왔다. 특히 도파민 신호와 인슐린·렙틴 등 대사 신호의 상호작용이 섭식, 보상 행동, 약물 중독 및 스트레스 반응에 미치는 영향을 규명해 왔다. 이번 수상은 이러한 지속적인 연구 성과와 뇌신경과학 분야에 대한 학문적 기여를 인정받은 것으로, 백 교수는 학술대회에서 수상 기념강연을 통해 주요 연구 성과를 소개했다.
방광염이 자꾸 재발하는 진짜 이유, 알고 보니 세균들의 ‘팀플레이’ - 고려대·순천향대병원 공동연구팀, 재발성 방광염의 숨은 원인균 밝혀내 △ Gardnerella piotii가 분비하는 숙신산이 GPR91을 활성화해 유로플라킨 발현을 증가시키고 대장균의 방광 부착을 촉진하며, 이를 통해 '숙신산-GPR91-유로플라킨 축'이 재발성 방광염의 원인이 됨. 여성 2명 중 1명이 평생 한 번 이상 겪을 정도로 흔한 요로감염 질환인 방광염. 항생제를 먹고 나은 듯하다가도 자꾸만 다시 찾아와 삶의 질을 떨어뜨리는 ‘재발성 방광염’의 숨겨진 원인이 밝혀졌다. 고려대학교(총장 김동원)와 순천향대학교병원 공동 연구팀은 재발성 방광염 환자 131명의 소변을 분석한 결과, 대장균과 함께 ‘가드너렐라 피오티(Gardnerella piotii)’라는 세균이 자주 관찰된다는 점에 주목해 이 같은 상호작용 기전을 규명했다고 밝혔다. 연구 결과에 따르면 가드너렐라 세균은 ‘숙신산(succinate)’이라는 대사물질을 밖으로 내뿜는다. 이 숙신산이 방광 세포의 특정 수용체(GPR91)를 자극하면, 방광 표면에 ‘유로플라킨’이라는 단백질이 평소보다 훨씬 많이 만들어진다. 유로플라킨은 본래 방광을 보호하는 단백질이지만, 대장균은 갈고리 모양의 구조물(fimbriae)을 이용해 이 단백질에 달라붙는 특성이 있다. 결과적으로 가드너렐라 세균이 분비한 숙신산 때문에 방광 표면에 대장균이 잡고 올라탈 수 있는 ‘손잡이’가 수없이 늘어나 감염에 훨씬 취약해지는 것이다. 연구팀은 유전자 조작으로 해당 수용체를 제거한 세포 실험에서 이러한 감염 촉진 현상이 완전히 사라지는 것을 확인해 해당 신호 전달 경로가 재발의 핵심 기전임을 증명했다. 반대로 방광 내부의 미생물 균형을 바로잡아 감염을 막는 방법도 확인됐다. 건강한 여성의 소변에 존재하는 유익균인 ‘락토바실러스 크리스파투스(Lactobacillus crispatus)’나 이 균이 생성하는 ‘젖산(lactate)’을 투여하자 대장균 감염이 크게 줄어든 것이다. 이는 방광 내 미생물 생태계가 깨지면 병이 생기지만, 유익균을 활용해 생태계를 복원하면 다시 건강한 상태로 돌아갈 수 있음을 시사한다. 연구를 이끈 최해웅 고려대 교수는 “재발성 방광염은 단일 병원균의 문제라기보다 여러 미생물이 서로 영향을 주고받는 생태계 변화에서 비롯될 수 있음을 보여준 연구”라며 “향후 항생제에만 의존하는 기존 치료를 넘어 요로 마이크로바이옴을 조절하거나 신호 전달 경로를 차단하는 새로운 예방 및 치료 전략 개발에 중요한 기반이 될 것”이라고 설명했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행됐으며, 고려대 박사과정 이호영·김민중 씨가 공동 제1저자로, 최해웅 교수와 김영호 순천향대병원 교수가 교신저자로 참여했다. 연구 결과는 미생물학 분야 국제 학술지 『마이크로바이옴(Microbiome)』에 8월 5일 자로 게재됐다. *논문명: Gardnerella piotii enhances uropathogenic Escherichia coli infection through a succinate-GPR91-uroplakin axis *게재 저널: Microbiome *DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-026-02499-2 [첨부] 연구진 사진 기사작성: 커뮤니케이션팀 유정아(aajyoo@korea.ac.kr) 기사링크 : 고대뉴스 (https://www.korea.ac.kr/kustory/ko/artclView.do?layout=unknown&artclSeq=28509)
노벨상 발견의 역설... 고려대, 세포 방어 작용이 만성 통증 유발 세계 최초 규명 △ 반복적인 염증 이후 방광 상피세포(파란색)를 따라 통증 인식 신경(노란색)이 새롭게 증식하며 조직 안으로 침투하는 모습. 연구진은 이러한 '상피세포-신경 재배선(neuroepithelial remodeling)'이 만성 통증을 유발하는 핵심 과정임을 밝혔다. 스치기만 해도 아픈 만성 방광염이나 원인을 알 수 없는 과민성 장증후군 등 난치성 만성 통증 질환의 발병 원리가 국내 연구진에 의해 세계 최초로 밝혀졌다. 우리 몸을 보호하기 위해 작동하는 세포의 방어 시스템이 오히려 새로운 통증 신경을 만들어 통증을 지속시키는 원인이라는 사실을 규명한 것으로, 만성 통증의 근본 치료 전략 개발 가능성을 제시했다. 고려대학교(총장 김동원) 생명과학부 최해웅 교수 연구팀은 반복적인 염증으로 활성화된 압력 감지 단백질 ‘PIEZO(피에조)’가 만성 통증을 유발하는 새로운 생물학적 기전을 규명했다. PIEZO는 세포가 압력이나 늘어남 등 물리적 자극을 감지하는 단백질로, 2021년 노벨 생리의학상 수상 연구의 핵심 주제다. 이번 연구는 생명과학 분야 최고 권위의 국제 학술지 『Cell』에 6월 26일 게재됐다. Cell은 『Nature』, 『Science』와 함께 세계 3대 과학 학술지(NCS)로 꼽히며, 특히 세포생물학·유전학·발생학 등 생명과학 분야의 혁신적인 연구를 주로 게재하는 권위 있는 학술지다. * 논문 제목: Excessive epithelial mechanosensation drives nociceptive innervation and chronic bladder pain via the PIEZO1-SLC7A11-glutamate axis * 게재 저널: Cell * DOI: 10.1016/j.cell.2026.05.049. 연구 결과에 따르면 방광, 장 등을 이루는 상피세포는 평소 이 단백질로 장기의 압력을 감지한다. 하지만 염증이 반복되면 PIEZO가 과도하게 많아져 세포 내에 산화 스트레스가 쌓인다. 이때 세포는 스스로를 보호하기 위해 특정 단백질(SLC7A11)을 활성화하는데, 이 과정에서 신경전달물질인 ‘글루타메이트’가 세포 밖으로 다량 분비되는 부작용이 생겼다. 흘러나온 글루타메이트가 주변 통증 신경을 자극해 조직 내로 새로운 신경을 증식시켰고, 이로 인해 가벼운 자극에도 극심한 통증이 지속되는 상태가 유지됐다. 연구팀은 이를 ‘상피세포-신경 재배선’ 과정으로 정의했다. * 글루타메이트: 신경신호를 전달하는 물질. 세포 밖으로 과도하게 분비되면 주변 신경을 자극해 통증을 유발한다. * SLC7A11: 세포가 스트레스로부터 살아남기 위해 가동하는 방어 단백질. 과활성화되면 글루타메이트를 대량 유출하는 부작용을 낳는다. 연구팀은 동물 모델을 통해 이 통증 유발 길목에 있는 SLC7A11 단백질의 활성을 억제한 결과, 통증 신경의 증식이 줄어들고 배뇨 장애 증상도 유의미하게 개선되는 것을 확인했다. 기존의 일시적인 진통제 처방을 넘어 만성 통증의 근본 원인을 표적으로 하는 새로운 치료 전략의 가능성을 제시한 것이다. PIEZO 단백질은 방광뿐 아니라 장, 폐, 관절, 피부 등 몸속 대부분의 조직에 존재한다. 이에 따라 이번 연구는 과민성 장증후군, 만성 골반 통증, 섬유근육통 등 다양한 난치성 만성 통증 질환의 치료제 개발에도 활용될 것으로 기대된다. 최해웅 교수는 “세포가 물리적 힘을 감지하는 기초 생물학적 현상이 어떻게 질환으로 이어지는지 규명한 연구”라며 “만성 통증의 근본 원인을 표적으로 하는 새로운 치료 전략 개발로 이어지길 기대한다”고 말했다. 이번 연구는 고려대학교 박사과정 김민중 씨가 제1저자로, 최해웅 교수가 교신저자로 참여했다. 연구는 한국연구재단의 메카노지노믹스 연구센터, 융합분해생물학 국가연구소(NRL) 사업, 중견연구사업과 양영재단의 지원을 받아 수행됐다. [첨부] 연구진 사진 △ (왼쪽부터) 고려대 최해웅 교수, 고려대 박사과정 김민중 기사작성: 커뮤니케이션팀 유정아(aajyoo@korea.ac.kr) 기사링크 : 고대뉴스 (https://www.korea.ac.kr/kustory/ko/artclView.do?layout=unknown&artclSeq=28437)
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