김치유산균에서 배양된 항바이러스 성분, 미래의 항암효과 약재 개발 분수령 되다

“사이클로 다이펩타이드 항암성분 개발에 이어 메틸글리옥살 유래 질환 연구가 중요해질 것” 정재헌 기자l승인2017.10.16

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▲ 서울대학교 생명과학부 생물물리학, 미생물학 강사욱 교수

한·일간의 김치 원산지 논쟁으로 시작된 김치유산균의 효과 검증은 더욱 과학적인 조사와 영양소 연구 결과가 발표됨에 따라 개발과 상용화 단계에 들어섰다. 김치 발효식품의 항바이러스, 항암효과가 입증되었기에, 현재는 김치에서 미생물을 배양해 사업화하는 단계다. 한국 김치유산균의 항바이러스 연구 권위자, 서울대 생명공학부 강사욱 교수는 미생물학과 생물물리학 분야에서 한국 김치유산균 연구를 중국에 수출한 이래, 김치의 유익한 성분 및 미래 인류의 퇴행성질환, 암과 같은 질병을 예측하고 방지할 수 있는 두 가지 연구에 전념하고 있다.

김치유산균의 사이클릭 다이펩타이드 상용화에 기여하며 한국발효식품 입지 높여

한국의 식물성 발효식품인 김치의 유산균은 발효식품군 중 뛰어난 경쟁력을 갖고 있다. 키비악, 수르스트뢰밍처럼 취향을 타기에 세계화가 어려운 발효제품, 동물에서 유래된 치즈처럼 알러지 등의 문제없이 상용화할 수 있는 김치에서 추출할 수 있기 때문이다. 따라서 직접 섭취하는 것은 물론, 김치에서 추출한 유산균을 배양한 약재, 첨가물가공 등으로 김치유산균의 상용화 가능성은 무궁무진하다. 또한 우리나라가 일본과의 김치 종주국 전쟁에서 유리한 고지에 오른 데에는 한국산 김치유산균 배양을 연구한 서울대학교 생명과학부 생물물리학, 미생물학 강사욱 교수가 김치에서 유래된 항균, 항바이러스 물질인 사이클로다이펩타이드를 발견하며 한국 발효식품의 우수성을 알린 성과도 한 몫을 했다. 
당시 강 교수는 일반 식생활에서 김치유산균의 항암효과는 겉절이가 아닌 충분히 발효가 된 숙성김치에서 나오기 때문에, 직접 섭취가 어려울 경우가 많아 추출배양액을 활용할 방안을 논의한다고 전했다. 그리고 BBC특집에서 강 교수의 김치유산균 배양액으로부터 얻어 낸 조류독감 치료효과를 보도하는 한편, MBC기획다큐멘터리에서 김치를 중심으로 항암효과를 입증한 이래 김치유산균 배양액의 상용화 가능성은 더욱 커졌다. 
그래서 강 교수는 지난 2015년부터 중국 허베이성 쉔조우시와의 합작으로 배양액을 분양하며 가축사료첨가제 제조기술을 수출하고 있다. 아울러 강 교수는 전통적인 발효과정을 거친 된장, 청국장, 젓갈에서도 비슷한 효능을 발견했으며, 김치에 젓갈을 넣는 김장 방식 때문에 김치유산균의 가치는 더 높다고 한다. 또한, 20여 건의 미생물학 관련 국내외 특허를 보유하고 있는 강 교수는, 20개의 아미노산 조합의 수 400개 중에서 10여 종의 유효결합에서 효과를 입증하고 한국 미생물학회지에 발표한 이래, 이제는 항바이러스 질환 및 관련 약재 개발에 심혈을 기울일 단계라고 밝혔다.

메틸글리옥살의 대사과정 연구로 감염성, 퇴행성질환 예방과 치료 근거 밝힐 것

40년 간 미생물학을 연구해 온 강 교수가 중요하게 여기는 연구 중 하나는 10년 전부터 과학자들에게도 생소한 분야인 메틸글리옥살에 관한 것이다. 올해 강 교수는 단당류인 포도당의 탄수화물대사 및 젖산발효의 중간미생물에서 발생되는 물질인 메틸글리옥살에 대한 논문을 발표하기도 했다. 메틸글리옥살은 고탄수화물식의 대사과정에서 나오는 물질이며 생물체내에서 발생하는 물질이다. 
당뇨, 암, 알츠하이머, 파킨슨 등을 유발하는 반면, 섭취하면 면역력을 기르고 호흡기 건강에 좋은 마누카 꿀 등에도 많이 들어 있어 인류에게 메틸글리옥살은 양날의 검인 셈이다. 따라서 대사과정에서 케톤 아세토아세테이트를 발생시키는 지방이 메틸글리옥살의 독성만을 선택적으로 없애주는 점을 이용해 지난해부터 세계적으로 고지방 저탄수화물식이 유행하기도 했다. 덧붙여 강 교수는 메틸글리옥살은 활성이 강해 체내에서 많은 물질과 결합하며, 통증유발물질을 발생시키고 노화를 가속화한다는 근거가 나오고 있기에 이를 촉진하는 탄수화물을 지나치게 섭취해서는 안 된다고 전한다.
그래서 강 교수는 한국의 고단백 발효식품인 된장, 청국장, 젓갈류에 들어 있는 항암물질에서 가능성을 보고 있다. 한국의 된장은 바실러스균에 의해 완전히 숙성 후 섭취하므로, 혈액응고를 방해하는 아플라톡신이라는 독성물질처럼 미숙성 된장 및 일본식 된장국에서 나타날 수 있는 물질을 걱정하지 않아도 된다. 
특히 강 교수는 이들 항암물질에 대해, 항암가능성을 보이는 농도의 50-100배나 되는 양을 일상에서 섭취해 왔지만, 김치보다 역사가 오래된 된장을 섭취해 온 한민족에게 타 민족의 식생활에 비교해 별 문제가 일어나지 않았다는 점을 예로 든다. 현재 강 교수는 항바이러스약재를 만들기 위한 합성효소가 발견되었고 이미 논문으로 발표됐기 때문에, 대량으로 생산할 수 있는 미생물을 개발한다고 전했다. 
강 교수는 이러한 항암, 항바이러스성분은 유산균 자체보다는 유산균 배양액에 존재하기에, 배양액을 대량발현하고 분양할 수 있게 만드는 미생물 연구와 기술 발전에 반드시 역점을 두어야 한다고 강조한다. 이 물질들은 감염성, 비감염성 질환에 모두 즉효하기에 인류의 거의 모든 질병 치료에 대한 ‘마스터키’가 될 가능성이 크기 때문이다. 강 교수에 따르면 이 연구는 아직 시작 단계지만, 대량생산할 수 있다면 차후 한국의 미생물학 기술을 수출할 수 있을 뿐 아니라 인류의 건강, 치료 과정에서 큰 도움이 될 것이기에 학계의 기대를 모으고 있다. 전 세계가 주목하는 인류의 불로장생의 꿈에 가장 근접한 연구에서, 다시 한 번 한국이 과학적 근거를 발견해 상용화할 기회를 잡을 수 있기를 바라는 바이다. 

Antivirus substance found in kimchi lactobacillus paves a way for development of anticancer medicines
“Research on methylglyoxal-originated diseases will come into center stage”
Biophysics and Microbiology Professor Kang Sa-Ouk of Seoul National University Biological Sciences

Making contribution to commercialization of cyclic dipeptides in kimchi lactobacillus
The lactobacillus in kimchi can be a highly profitable fermented food as it does not cause allergy issues like cheese. We can eat kimchi straightaway or make it into a medicine or a fermented food and much more. In this respect, it is worth mentioning Kang Sa-Ouk, Biophysics and Microbiology Professor of Seoul National University Biological Sciences, who found cyclic dipeptides (anti bacterial, antifungal, and antiviral substance) from kimchi and spread its excellence to the world by beating the Japanese assertions that kimchi originated from Japan. Kang said that the anti-cancer effect came from richly fermented ripen kimchi which made it hard to intake directly so he focused on using culture fluid of its extract. And the probability of its commercialization was enhanced by the BBC’s documentary on the culture fluid’s curing effect for AI and the MBC’s special documentary on proving kimchi’s anti cancer effect. Since 2015, Kang and Shenzhousi, China have collaborated to parcel out the culture fluid and are exporting the manufacturing technique of feedstuff additives. Also, Kang found similar effect in soybean paste, fast-fermented bean paste and fermented fish. Kang has obtained 20 patents related to microorganism home and overseas. He proved its effect at effective binding of 10 kinds among 400 of 20 amino acids and published his paper in a Korean microbiology journal. He said that it was time to pay attention to development of antivirus medicines. 

Metabolic process of methylglyoxal can reveal the grounds for preventing and curing of infectious and degenerative conditions 
Kang has carried on his research on microorganism for the last 40 years and has paid a greater attention to methylglyoxal for the last 10 years and published a paper. Methylglyoxal is found at the halfway microorganism of carbohydrate appetite of glucose and lactic acid fermentation. It is a substance occurred during the high carbohydrate appetite process and in organisms. It causes diabetes, cancer, Alzheimer’s and Parkinson’s but at the same time improves immunity and respiratory functions. For this reason, people used the fat that makes keton acetate during the metabolic process to remove toxicity of methylglyoxal. It created a global trend of intake high fat low carbohydrate diet. Kang said that methylglyoxal was said to cause pains and accelerates aging so we must be careful not to take too much of the related carbohydrate. Instead, Kang sees the possibilities in soybean paste, fast fermented bean paste and fermented fish. Regarding these anti-cancer substances, Kang pointed out the fact that Koreans have consumed 50 to 100 times more concentrated amount of anti-cancer substances than other races but problems have not arisen. Kang said that the synthetase to make antivirus medicines had already been found and related papers were also published so he was focusing on development of microorganism for mass production. Kang explained that these anti-cancer and antivirus substances exist in lactobacillus culture fluid so we must focus on development of the microorganism technology that can reveal mass culture fluids and their parceling out. Because these substances can be ‘the master key’ to cure almost all diseases of human as they are effective for both infectious and noninfectious diseases. According to Kang, the research is in the initial stage but we will be able to export Korean microorganism technology if we realize mass production. It can also make contributions to the health of world citizens and this is the reason we have pay attention to Professor Kang. 


정재헌 기자  jjh05220@naver.com
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