박테리아 형광 이미징 Probe | FDAA 형광 Probe | 고마바이오텍

특징 

신약 개발, 특히 항생제 설계 분야에서 박테리아의 생리적 기전을 이해하는 것은 핵심입니다. 최근에는 정지된 이미지가 아닌, 살아있는 박테리아의 역동적인 움직임을 분자 수준에서 관찰하는 기술이 요구되고 있습니다. 이를 위해 가장 효과적인 도구가 바로 형광 탐침자(Fluorescent Probes), 그중에서도 FDAA(Fluorescent D-amino acids)입니다.  FADD는 박테리아의 세포벽(펩티도글리칸)에 형광을 입히기 위해 만든 화학적 형광 분자입니다. 형광 표지된 D-아미노산(FDAA)을 배지에 첨가하면, 박테리아는 이를 대사 과정에서 세포벽 구성 성분으로 인지하고 자연스럽게 세포벽에 통합함으로써 실시간으로 형광 표지(Fluorescent labeling)를 수행합니다.

FDAA는 박테리아의 세포벽에 무해하게 삽입되어 살아있는 세포를 초고해상도로 실시간 관찰할 수 있게 해주는 혁신적인 도구로, 기존 이미징 기술의 한계를 극복하고 항생제 개발 효율을 획기적으로 높여줍니다. 

• FDAA는 독성이 거의 없고 살아있는 박테리아의 펩티도글리칸에 라벨링되어 실시간(Real-time)으로 박테리아를 관찰할 수 있습니다.
  
• 그람 양성균과 음성균을 모두 효과적으로 염색합니다.
• 6 TMR Tre (#6802)는 Mycobacteria에 특이적으로 라벨링됩니다. 
• STED 현미경, confocal 현미경, 초해상도 현미경(SRM) 등에 완벽하게 호환되어 분자 단위의 정밀한 분석이 가능합니다. 
• 박테리아 형태와 형성, 성장 연구 및 항생제 디자인에 유용합니다. 
• Blue, Green, Orange-red, Green-yellow 등 다양한 색상의 형광 염료 타입으로 제공됩니다. 
  

주요 제품   

▒ 항생제 연구의 핵심 표적 : 펩티도글리칸 (PG)  

항생제 개발의 주요 타겟은 박테리아의 세포벽을 구성하는 펩티도글리칸(Peptidoglycan, PG)입니다.

PG는 박테리아의 성장과 기능을 유지하고, 외부 환경으로부터 세포를 보호하는 핵심 구조입니다. 인간 세포에는 없는 구조이기에 독성이 낮고 선택적인 살균이 가능해 주요 항생제 표적이 됩니다.

박테리아별 구조 차이:

• 그람 음성균: 세포막 사이에 약 5nm의 얇은 PG 층 존재.

• 그람 양성균: 세포막 외부에 약 20-50nm의 두꺼운 PG 층 존재.

• 마이코박테리아: PG 층과 함께 미콜산(Mycolic acids), 지질 등으로 구성된 왁스 형태의 표면층 존재.

따라서 연구자들은 고해상도 이미징 기술을 통해 각 박테리아별 PG 구조를 정밀하게 분석하여 항생제에 취약한 '치료적 취약점(Therapeutic vulnerabilities)'을 발굴해야 합니다.

▒ 박테리아 염색을 위한 FDAA(형광 D-아미노산)의 활용

이전에는 펩티도글리칸(PG)을 연구하기 위한 분자 탐침자로 형광 표지된 항생제나 형광 표지된 밀 배아 응집소(FWGA, fluorescently-labeled wheat germ agglutinin)가 사용되었습니다. 하지만 이 두 가지 탐침자는 모두 큰 단점이 있었습니다. 형광 표지 항생제는 박테리아의 성장을 억제하며, FWGA는 그람 음성균의 세포벽을 투과하지 못합니다.

FDAA는 박테리아의 펩티도글리칸 생합성 경로가 가진 대사적 유연성을 활용하는 대사 탐침자입니다. FDAA는 D-아미노산에 형광 분자가 결합된 소분자 물질로, 새로운 폴리글리칸 사슬(poly-glycan chains)에 통합됩니다. 이들은 박테리아 세포벽의 펩티도글리칸을 in situ에서 효율적으로 표지하여, 박테리아의 성장뿐만 아니라 형태와 형성 과정을 연구할 수 있게 해줍니다.

FDAA는 그람 음성균과 그람 양성균 모두에 사용할 수 있으며, 독성이 거의 없어 살아있는 세포 내에서 실시간(real-time) 관찰이 가능합니다. 또한 공초점 현미경과 초고해상도 현미경 모두에서 사용하기에 적합합니다.