마로니에 씨앗 사포닌 '에스신 Ia' 생합성 완전 규명…미지의 효소 10종 발견
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중국중의과학원 중약연구소(Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences) 연구진이 마로니에속(Aesculus) 식물 씨앗에만 들어 있는 트리테르페노이드 사포닌(triterpenoid saponin) 에스신 Ia(escin Ia)의 생합성 경로 전체를 밝혔다. Nature Communications에 실린 논문으로, 중국 마로니에(Aesculus chinensis)에서 기능이 알려지지 않았던 효소 10종을 찾아 전 단계를 이었다.
골격 수산화→당 붙이기→아실화, 세 묶음으로 완성
먼저 시토크롬 P450(cytochrome P450) 계열 효소 AcCYP716BX1/2와 AcCYP714E67이 베타아미린(β-amyrin) 골격의 특정 위치에 수산기를 붙여 프로토에스시게닌을 만든다. 이어 당전이효소(glycosyltransferase) AcUGT94AK1/3/6과 AcUGT87AZ3가 당을 순서대로 연결해 에스쿨루시드 B를 형성하고, 마지막으로 AcCCL3가 티글로일-CoA를 공급하고 AcBAHD13/17이 이를 붙여 데스아세틸에스신 Ia로 이어진다. 연구팀은 이 유전자들을 담배 근연 식물 니코티아나 벤타미아나(Nicotiana benthamiana)에 함께 발현시켜 에스신 Ia를 이종 생산하는 데 성공했다.
에스신은 뇌부종·정맥부전 등에 쓰이는 의약품 원료로, 지금까지 마로니에 씨앗 추출에 의존해 왔다. 경로가 통째로 밝혀지면서 식물이나 미생물 숙주를 이용한 생산의 기초가 마련됐다는 것이 연구진의 설명이다.
다만 이번 연구는 경로 규명과 이종 발현 증명에 초점을 맞춘 것으로, 산업적 수율이나 추출 원료 대비 경제성은 다루지 않았다. 생합성 효소 발견이 곧 약효 평가를 뜻하는 것도 아니다.
- Aesculus chinensis에서 미규명 효소 10종(P450 3종, 당전이효소 4종, CoA 리가아제 1종, 아실전이효소 2종) 확인
- 니코티아나 벤타미아나에서 전체 경로 재구성, 에스신 Ia 이종 생산 성공
- 마로니에 씨앗 추출에 의존해 온 의약품 원료의 대체 생산 기반 제시
한계 경로 규명·이종 발현 단계의 연구로 산업적 수율과 경제성, 임상적 효능은 다루지 않았다.
Original Research:
- Wan H, Zhang M, Gao R, Xie X, et al. · Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences. Complete biosynthesis of the clinical agent escin Ia. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-026-76851-3
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