젠타마이신 B 생합성 경로 규명 및 최적화

송명종 교수는 항생제 이세파마이신(isepamicin)의 핵심 원료인 젠타마이신 B(GB)의 생합성 경로 연구에 집중하고 있습니다. 본 연구는 미생물 Micromonospora echinospora에서 젠타마이신 B 생산을 위한 숨겨진 세 가지 경로와 일곱 가지 미지의 중간체를 세계 최초로 규명하여, 수십 년간 미해결 과제였던 생합성 과정을 명확히 밝혀냈습니다. 이러한 심도 깊은 연구는 젠타마이신 B의 생합성 메커니즘에 대한 이해를 혁신적으로 증진시키며, 향후 생산 효율을 극대화하고 새로운 바이오 합성 전략을 개발하는 데 중요한 기반을 제공합니다. 특히, 복잡한 미생물 대사 경로를 해독하고 조절하는 기술은 바이오산업 전반에 걸쳐 다양한 천연물질 생산 최적화에 기여할 수 있습니다.

신규 아미노글리코사이드 계열 항생제 후보물질 발굴

송명종 교수의 연구는 기존 아미노글리코사이드보다 독성은 낮으면서 유사한 미성숙 종결 코돈 읽힘(premature termination codon readthrough) 활성을 나타내는 새로운 중간체들을 발견하는 데 성공했습니다. 이는 차세대 항생제 및 다양한 치료제 개발을 위한 신규 아미노글리코사이드 후보 물질 발굴 가능성을 강력하게 시사합니다. 본 연구실은 미생물의 대사 경로를 깊이 있게 이해하고 조작하는 기술을 통해, 자연계에 존재하는 약물 후보 물질을 탐색하고 이들의 잠재력을 최대한 활용하는 전략을 수립합니다. 이러한 접근 방식은 항생제 내성 문제에 대응할 수 있는 혁신적인 신약을 개발하고, 다양한 질병 치료를 위한 새로운 화학적 골격을 제공하는 데 크게 기여할 것입니다.

효소공학 기반 생합성 조절 메커니즘 연구

본 연구는 핵심 글리코실트랜스퍼라제(glycosyltransferase) 및 C6'-아미노화 효소(C6'-amination enzymes)의 기질 특이성, 그리고 2'-탈아미노화 효소(2'-deamination enzymes)의 유전자 발현 분석을 통해 젠타마이신 B 생합성의 정교한 조절 메커니즘을 심도 있게 탐구하고 있습니다. 효소의 구조와 기능을 이해하고 이를 조절하는 효소공학적 접근은 특정 대사산물의 생산량을 조절하거나 새로운 대사 경로를 설계하는 데 필수적인 역량입니다. 송명종 교수는 이러한 효소들의 특성을 규명함으로써 생합성 경로의 병목 현상을 해결하고, 원하는 물질의 생산 효율을 극대화할 수 있는 전략을 제시합니다. 이는 의약화학 및 대사공학 분야에서 바이오생산 공정의 혁신을 이끌고, 맞춤형 생체 촉매를 개발하여 바이오산업의 경쟁력을 강화하는 데 중요한 역할을 합니다.