프로테오믹스를 이용한 폐렴 구균(Streptococcus pneumoniae)의 병원성 단백항원의 특성과 진단법 개발에 관한 연구

초록

목적 : 기능 유전체 연구의 핵심적인 기술들을 응용하여 폐렴구균에 대한 총체적인 단백질 profile을 비교 분석하고 새로운 병원성 관련 단백질 탐색 및 발굴을 수행하려고 한다. 또한 기존에 알려진 병원성 단백질 및 본 실험실에서 발굴되어진 새로운 단백 항원의 발현 조절 기작에 대한 연구를 통하여 감염과정동안 병원성 인자들의 기능을 밝히고 이를 이용한 폐렴구균 감염 질환의 진단 가능성을 타진하고자 한다. 방법 : 국내 임상분리 폐렴구균의 독력 확인 시험을 실시하여 후보 대상 균주를 선정하였으며 비교 균주로는 D39 균주(type 2)를 확보하였다. 선정된 균주를 이용하여 2차원 전기영동을 이용한 총 단백 profile 분석을 위한 조건을 검토하였다. 또한 선정된 전기영동법을 이용하여 각 병원성 인자에 영향을 미칠 수 있는 인자들을 변화시키며 발현 양상에 차이를 보이는 단백들을 선정, 분석하였다. 결과 : 국내 임상 분리 폐렴구균 142주를 대상으로 하는 혈청형 분석 및 항생제 내성, 국내 주요 우세 혈청형, 침습성 질환 환자로부터 유래 여부 등을 확인하여 KNIH2033 균주를 대표균주로 선발하였으며, 독력 확인 등을 위하여 병원성 표준균주 D39 균주 (혈청형 2)로 2-D gel 전기영동의 조건을 확립하였다. D39 균주는 0.5% yeast extract가 포함된 Todd-Hewitt broth에 접종하여 37℃, 5% CO₂ 조건하에서 정치배양하였다. 자가융해로 인한 단백질의 손실을 막아 총 단백 profile 작성에 문제가 없도록 하기 위해 OD₆₀₀㎚ = 0.2까지 배양한 후 2차원 전기영동에 적용하였다. 또한 S. pneumoniae D39 균주를 각 환경요인(Salt, 온도, CO₂ 등)이 변화된 배지에서 배양한 후 프로테옴의 변화를 확인한 결과 약 30여 단백 spot의 발현 양상이 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 특히 배양 온도의 변화(30℃, 42℃)에 따라 17개의 단백 spot의 발현이 감소하고 8개의 단백 spot은 증가하였으며 그리고 3개의 단백 spot은 사라지는 양상을 확인할 수 있었다. 이들 단백 spot을 일차적으로 MALDI 분석한 결과 pyruvate oxidase와 같은 효소들이 정상적인 대사 과정에 관여할 것으로 추측할 수 있었다. 결론 : 본 1차년도에는 대상 균주를 선정하고 2D 조건 확립 및 환경요인의 변화에 따른 프로테옴의 변화 관찰 등 실험 계획을 성공적으로 달성하였다. 향후 병원성에 영향을 줄 수 있는 환경 요인들을 다양화하여 발현 양상에 차이를 보이는 후보 단백들을 확인할 예정이다.

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