자생 거미류 독, 사냥방식에 따라 기능적 특성도 달라

▷ 국립생물자원관, 거미의 사냥방식에 따른 독의 기능적 특성 차이 밝혀

▷ 거미 독에서 항균 소재 등으로 활용 가능한 신규 펩타이드 2종 발견

별늑대거미, 긴호랑거미 등 자생 거미류의 독(毒)이 사냥방식에 따라 세포막 파괴, 마비 등 기능적인 특성이 다른 것으로 확인됐다. 또한, 이러한 거미 독에서 항균 소재 등으로 쓸 수 있는 신규 펩타이드 2종도 발견됐다.
※ 펩타이드: 아미노산이 연결된 작은 단백질로 효소, 항체 등 다양한 기능과 구조를 가짐  

환경부 소속 국립생물자원관은 2016년부터 최근까지 동국대 성정석 교수팀과 공동으로 '자생생물 유래 독성물질의 유용성 탐색' 연구 사업을 진행한 결과, 자생 거미류의 사냥방식에 따라 독의 기능적 특성과 그 쓰임새가 다른 것을 확인했다고 밝혔다.  

연구진은 거미가 사냥하는 방식에 따라 다리의 길이, 발톱 수, 눈의 발달 정도 등이 다르게 진화한 사실에 주목하고, 사냥방식이 다른 거미의 독 또한 기능이 다를 것으로 가정했다.

거미류는 사냥 방식에 따라 크게 '배회성 거미(Wandering spider)'와 '조망성 거미(Web building spider)'로 구분된다. 

'배회성 거미'는 그물을 치지 않고 땅, 숲, 계곡 등을 돌아다니며 먹이를 사냥한다. '조망성 거미'는 한곳에 정착해 그물을 치고 생활하면서 먹이를 찾는다.

연구진은 국내 자생종 가운데 대표적 배회성 거미 3종(별늑대거미, 황닷거미, 이사고늑대거미)과 조망성 거미 3종(긴호랑거미, 산왕거미, 무당거미) 등 총 6종의 독액을 추출해 각각의 활성을 비교 분석했다.



비교 분석 결과, 배회성 거미류의 독액은 조망성 거미보다 식중독균 및  대장균에 대한 '세포막 파괴(세포용해)' 활성 능력(항균)이 각각 5배에서 19배 높은 것으로 나타났다. 

연구진은 이 결과가 배회성 거미류가 먹이를 사냥하고 곧바로 먹는 습성 때문인 것으로 추정했다.

반면, 조망성 거미류의 독액은 배회성 거미류보다 먹이를 마비시킬 수 있는 신경억제활성(이온통로차단)이 3배에서 10배 높게 나타났다.

연구진은 조망성 거미류가 그물에 걸린 먹이를 살아있는 상태로 일정기간 저장했다가 먹이를 섭취하기 때문이라고 해석했다.

연구진은 거미독 분석을 통해 델타라이코톡신, 오메가아라네톡신 등 신규 펩타이드 2종을 찾아내고 활성 분석을 진행했다. 

연구진은 델타라이코톡신을 배회성 거미인 별늑대거미의 독액에서 찾아냈으며, 이를 항균소재로 쓰이는 멜리틴(서양종꿀벌 독 유래) 펩타이드와 비교했다.

그 결과, 동일한 농도(2 ㎛)에서 세포막 파괴를 통해 식중독균과 대장균을 죽이는 효과가 비슷하게 나타났다. 
※  ㎛: '마이크로몰'이라고 읽으며, 1 ㎛은 1몰 농도(M)의 100만 분의 1을 의미

조망성 거미류인 긴호랑거미의 독액에서는 오메가아라네톡신을 찾아내 고혈압 치료제로 쓰이는 실니디핀과 성분을 비교했다.

그 결과, 낮은 농도(0.2？M)에서 유사하게 신경세포 내로 칼슘이온의 유입을 차단(이온통로 차단)하는 결과를 얻었다.
※ 실니디핀은 칼슘이온 통로의 일시적 차단을 통해 혈압상승을 막음

연구진은 거미 독에서 찾은 신규 펩타이드 2종의 세포용해 및 신경억제 활성(이온통로 차단)에 대해 이달 말 특허를 출원하고, 올해 8월 국제적 학술지인 비비알씨(BBRC)에 연구 결과를 투고할 예정이다.   
※ BBRC: Biochemical and Biophysical Research Communications

연구진은 이번 신규 펩타이드 2종에 대해 향후 독성실험, 구조규명 등 추가 연구를 거쳐 방부제, 의약품 등 다양한 용도로의 활용도 기대하고 있다.

서민환 국립생물자원관 생물자원연구부장은"자생생물자원의 유용한 효능을 발굴하는 일은 생물주권을 확립하여 나고야의정서에 대응한다는 측면에서 매우 중요하다"라고 밝혔다. 

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