페니실린의 발견과 역사: 세계를 바꾼 항생제의 탄생

페니실린은 최초의 항생제로, 푸른곰팡이인 Penicillium notatum와 Penicillium chrysogenum에서 추출되었습니다. 이 물질은 스코틀랜드 출신의 미생물학자 알렉산더 플레밍이 1928년에 발견하고, 이듬해에 발표하여 세상에 알려졌습니다.

 

미생물이 존재한다는 사실은 17세기 말에 네덜란드의 아마추어 과학자 안토니 판 레벤후크가 현미경을 통해 처음으로 알려주었습니다. 그 후 1760년대에 오스트리아의 의사 마르쿠스 폰 플렌시즈가 세균 원인설을 주장하였으나, 이는 크게 수용되지 않았습니다. 당시에는 공기오염이나 불량한 생활 환경, 혹은 개인이나 집단, 선조의 죄에 대한 징벌로 질병이 발생한다는 종교적인 생각이 지배적이었습니다.

 

1796년에 에드워드 제너가 천연두를 막기 위한 백신접종법을 처음으로 개발하였습니다. 그러나 그가 백신의 원리를 정확히 알아낸 것은 아니었고, 그 원리를 알아낸 것은 1885년에 루이 파스퇴르였습니다. 이와 함께 19세기 말에 파스퇴르와 로버트 코흐 등의 노력으로 특정 질병은 특정 병원균 때문에 생긴다는 세균병인론이 확립되었습니다.

 

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그러나 질병의 원인이 되는 미생물을 직접 억제하거나 죽이는 항생제를 찾는 일은 쉽지 않았습니다. 독일의 에를리히는 매독균을 억제하는 약을 만들기 위해 606번의 실험 끝에 비소화합물인 살바르산 606호를 만들어냈습니다. 이는 화학요법이 가능하다는 것을 보여준 최초의 사례였습니다.

 

알렉산더 플레밍은 1928년 여름에 포도상구균을 배양하던 접시를 휴가 동안 방치하였습니다. 휴가에서 돌아온 플레밍은 페트리 접시를 확인하던 중 푸른곰팡이가 자라있고, 곰팡이 주변의 포도상구균이 사라진 것을 발견하였습니다. 그는 이 푸른 곰팡이가 생성한 물질을 페니실린이라 명명하고, 실험을 거듭하여 페니실린이 여러 종류의 세균에 대해 항균작용이 있다는 것을 발견하였습니다. 또한 페니실린이 인간의 백혈구에 전혀 해를 끼치지 않으며, 생쥐에게 주사하여도 거의 해가 없다는 사실을 확인하였습니다. 플레밍은 이듬해인 1929년에 이 연구 결과를 발표하였습니다.

 

페니실린은 베타-락탐계열 항생제로, 세균의 세포벽인 펩티도글리칸의 교차연결 배열을 파괴합니다. 페니실린의 베타-락탐 부분이 펩티도글리칸 분자를 연결하는 트랜스펩티데이스와 결합하여 세균 세포벽의 약화를 야기합니다. 이렇게 세포벽이 약화된 세포는 삼투압 변화를 이기지 못해 세포벽이 터져 내용물이 나와 죽게 됩니다.

 

페니실린은 오래된 항생제로, 임상 사용 초기부터 많은 개량이 있었습니다. 현재는 다양한 종류의 페니실린이 사용되고 있으며, 이들은 각각 특정한 감염증에 대해 탁월한 효과를 발휘합니다.