구체적인 작용 기작은 다음과 같습니다.
1. 30S 리보솜 아단위와 결합
세균은 단백질을 만들기 위해 70S 리보솜(30S와 50S 아단위로 구성)을 사용합니다. 스트렙토마이신은 이 중 30S 리보솜 아단위, 특히 16S rRNA와 S12 단백질 부위에 강력하게 결합합니다.
2. 단백질 합성의 단계별 방해
스트렙토마이신은 리보솜에 결합하여 다음과 같은 세 가지 방식으로 단백질 합성을 방해합니다.
- 개시 복합체 형성 억제 (Inhibition of Initiation): 단백질 합성이 시작되려면 mRNA와 리보솜이 결합해야 하는데, 스트렙토마이신은 이 '개시 복합체'가 제대로 형성되지 못하게 방해합니다.
- mRNA 오독 유도 (Misreading of mRNA): 이것이 스트렙토마이신의 가장 특징적인 기작입니다. 리보솜이 mRNA의 코돈을 읽을 때 오류를 일으키게 하여, 원래 들어가야 할 아미노산이 아닌 잘못된 아미노산이 단백질 사슬에 삽입되게 합니다.
- 전이 억제 (Inhibition of Translocation): 아미노산 사슬이 길어지는 과정(신장)에서 리보솜이 mRNA를 따라 이동하는 것을 막아 합성을 중단시킵니다.
3. 비정상적 단백질에 의한 세포막 손상
잘못된 아미노산이 삽입되어 만들어진 비정상적인 단백질(Mis-folded proteins)들은 세균의 세포막에 박히게 됩니다. 이로 인해 세포막의 투과성이 변하고 구멍이 생기면서 세포 내부의 물질이 유출되고, 결과적으로 세균이 사멸(살균 작용, Bactericidal)하게 됩니다.
요약
- 표적: 세균의 30S 리보솜.
- 작용: 단백질 합성 시작 억제 및 mRNA 오독(Misreading) 유도.
- 결과: 결함이 있는 단백질이 생성되어 세포막을 파괴하고 세균을 죽임.
참고: 인간의 리보솜은 세균과 구조가 다른 80S(40S+60S) 형태이기 때문에, 스트렙토마이신이 인간의 단백질 합성 과정에는 큰 영향을 주지 않고 세균만 선택적으로 공격할 수 있습니다. (다만, 고용량 사용 시 내이 신경이나 신장에 독성을 나타낼 수 있습니다.)