■ 한반도 자생 식물, 코로나19 억제 효과 발견

 

■ 한반도 자생 식물, 코로나19 억제 효과 발견

● 더덕. 도라지. 고려쑥부쟁이(벌개미취) 추출물, 코로나19 항바이러스 효과

★ 우리 땅에서만 볼 수 있는 자생식물 고려쑥부쟁이(벌개미취), 더덕에서 코로나19 바이러스 잡는 물질이 발견됐다. 기초과학연구원(IBS) 생명과학연구클러스터, 경희대 약대, 한국파스퇴르연구소 공동 연구팀은 고려쑥부쟁이(벌개미취)에 함유된 ‘아스터사포닌Ⅰ(AstersaponinⅠ)’과 더덕에 있는 ‘란세마사이드 A (lancemaside A) 사포닌’이 코로나19 바이러스의 세포 내 침입 경로인 세포막 융합을 차단해서 코로나19 감염을 억제한다는 사실을 새로 확인했다고 2022년 11월 09일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘항바이러스 연구’와 의학 분야 국제학술지 ‘항균제와 화학요법’에 각각 실렸다. 고려쑥부쟁이(벌개미취)는 국화과의 다년생 물질로 한반도에서만 자라는 고유 식물이다. 더덕은 초롱꽃과에 속하는 다년생 덩굴 식물로 한반도 산과 들 전역에서 자라고 있다. 특히, 더덕은 도라지 다음으로 많이 재배되는 산채류이다.

● 사포닌 성분이 코로나19 바이러스의 인체 침투 차단 확인

★ 연구팀은 고려쑥부쟁이(벌개미취)에 함유된 ‘아스터사포닌Ⅰ(AstersaponinⅠ)’과 더덕에 있는 ‘란세마사이드 A (lancemaside A) 사포닌’이 코로나19 바이러스의 인체 세포막 융합 과정을 방해해서 코로나19 바이러스의 세포 내 감염 경로를 완벽하게 차단한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 생물 안전 2등급 연구실에서 스스로 복제가 불가능해서 병원성이 없는 유사 코로나19 바이러스와 인간 폐 세포로 실험한 결과, ‘아스터사포닌Ⅰ(AstersaponinⅠ)’과 ‘란세마사이드 A (lancemaside A) 사포닌’의 항바이러스 효과를 확인했다. 그런 다음, 연구팀은 살아있는 감염성 코로나19 바이러스와 초기 코로나19 바이러스, 오미크론, 델타 등 변이 코로나19 바이러스로도 실험한 결과, 코로나19 감염 억제율이 매우 높다는 점을 밝혀냈다.

● 더덕 도라지 고려쑥부쟁이, 코로나19 초기 감염 환자에게 효과 기대

★ 또한, 연구팀은 카이스트(KAIST 한국과학기술원) 화학과 한순규 연구팀과 함께 실시한 연구 결과에서도 ‘아스터사포닌Ⅰ(AstersaponinⅠ)’과 ‘란세마사이드 A (lancemaside A) 사포닌’은 물론 도라지 (길경 桔梗)에서 추출한 ‘플라티코딘D (PlatycodinD) 사포닌’에서도 코로나19 바이러스 억제 효과가 매우 높다는 점을 밝혀냈다. 흥미로운 것은 아스터사포닌Ⅰ(AstersaponinⅠ)과 란세마사이드 A (lancemaside A) 및 플라티코딘D (PlatycodinD) 모두 트라이터페노이드(Triterpenoid) 사포닌에 속하며, 한쪽에 길게 당(糖)이 붙어 있는 비슷한 화학 구조를 가지고 있다는 사실이다. 연구팀은 트라이터페노이드(Triterpenoid) 사포닌에 붙어 있는 당(糖)이 코로나19 바이러스 감염 억제 활성에 중요하다는 결과에 착안했고, KAIST 화학과 한순규 교수 연구팀과 함께 당(糖)의 길이와 종류를 달리하는 10여종의 서로 다른 사포닌을 합성했다. 그 결과, 자연에서 발견한 트라이터페노이드 사포닌인 플라티코딘D (PlatycodinD) 사포닌 보다 활성이 2배 높은 신규 물질 합성에 성공했다. 이 연구 결과는 화학분야 국제학술지 ‘생유기화학’에 2022년 10월 발표됐다.

★ 기초과학연구원(IBS) 이창준 소장은 “더덕, 도라지, 고려쑥부쟁이(벌개미취)에 포함된 사포닌(saponin) 성분은 일상에서 쉽게 접할 수 있는 식품과 생약의 주요 성분이기 때문에 섭취시 호흡기 상기도 상피 세포에 좋은 효과를 주기 때문에 코로나19 무증상 환자, 코로나19 초기 감염 환자에게 효과를 기대할 수 있을 것이다” 라고 설명했다. 연구에 참여한 김태영 IBS 선임 연구원도 “더덕, 도라지, 고려쑥부쟁이(벌개미취)에서 추출된 사포닌(saponin) 성분은 천연물 유래 약제이며, 쉽게 구할 수 있고, 오랜 기간 사용되어 왔기 때문에 안정성이 입증된 장점이 있다. 페니실린, 아스피린, 말라리아 치료제도 천연물에서 유래됐다. 이번에 발견된 물질은 바이러스 막융합 저해제로 개발된다면, 바이러스 감염에 폭넓게 쓰일 수 있을 것이다” 라고 덧붙였다.

★ 장대식 경희대 교수는 “중국의 경우, 중국전통의학연구원 투유유 교수가 개똥쑥에서 말라리아 치료제인 아르테미시닌(Artemisinin)을 개발한 공로로 2015년 노벨생리·의학상을 수상한 이후, 정부 차원에서 중의약 연구에 전폭적인 지원을 해오고 있다. 그러나, 우리나라의 경우 오히려 축소되고 있는 현실이 아쉽다. 이번 연구 결과 발표가 국내 자생 혹은 재배 식물을 활용한 의약품 개발 연구 분야의 활성화에 기여하길 기대한다” 라고 전했다.

★ 코로나19 바이러스 입자는 물질 이동에 관여하는 세포 내 물질인 엔도좀(endosome)이나 세포 표면 형질막과 결합해 인체 세포로 침투한다. 이 두 경로는 공통적으로 코로나19 바이러스 외피막과 인체세포 세포막 사이의 ‘막 융합’ 과정을 필수적으로 거치게 된다. 아스터사포닌Ⅰ(AstersaponinⅠ)과 란세마사이드 A (lancemaside A) 사포닌은 중앙 골격 구조가 세포막의 주요 구성 물질인 콜레스테롤과 매우 유사하고, 한쪽에 길게 당(糖)이 붙어 있는 구조이다. 세포막이 콜레스테롤과 유사한 이들 사포닌의 중앙부를 세포막 안으로 받아들이고, 한쪽에 길게 붙어있는 당(糖) 부위가 세포막 밖으로 돌출되면, 이 돌출된 부분이 코로나19 바이러스 외피막과의 막융합을 가로막는 것이다. 오미크론 등 돌연변이 코로나19 바이러스는 스파이크(spike) 단백질의 돌연변이 때문에 세포 수용체 ACE2 (Angiotensin Converting Enzyme 2)와의 결합력이 높아져서 세포 감염이 잘 된다. 그러나, 스파이크(spike) 단백질의 결합력이 강해져도 결합 이후 막 융합 과정이 막히면, 코로나19 바이러스는 세포 내로 들어올 수 없다. 즉, 막 융합 저해 물질은 바이러스와 세포 수용체의 결합력에 상관없이 코로나19 바이러스 감염을 효과적으로 막을 수 있다.

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