콜레라 독소는 Gs 단백질을 ADP-리보실화하여 아데닐산 고리화효소를 지속적으로 활성화시킨다. 아데닐산 고리화효소를 직접 독소로 분비하는 균은 Bordetella pertussis(백일해균)와 Bacillus anthracis(탄저균)이다. 따라서 "아데닐산 고리화효소 활성화 독소"라는 표현 자체는 간접적으로 맞지만, 선택지 중 Vibrio cholerae의 독소 기전 서술이 불완전하다. 단, 보기 중 명백히 틀린 것은 4번으로, 콜레라 독소의 직접 표적은 아데닐산 고리화효소가 아니라 Gs 단백질이며 이를 ADP-리보실화한다.
미생물학 세균 독소 기전 해설
이 문제는 세균 외독소의 분자생물학적 작용 기전에 대한 정확한 이해를 평가합니다. 각 보기의 독소 기전 설명 중 가장 정확하지 않은 것을 찾는 문제입니다.
1번 보기는 "Vibrio cholerae - 아데닐산 고리화효소 활성화 독소"입니다. 콜레라 독소(CTX)는 A-B형 독소로, A 소단위가 세포 내로 들어가 Gs 단백질(자극성 G 단백질)의 α 소단위를 ADP-리보실화합니다. 이로 인해 Gs 단백질이 지속적으로 활성화되면서 아데닐산 고리화효소(adenylyl cyclase)가 과도하게 활성화되어 cAMP 수준이 급격히 상승합니다. "아데닐산 고리화효소 활성화 독소"라는 표현은 최종 결과를 설명한 것으로 완전히 틀렸다고 보기는 어렵지만, 정확한 기전은 Gs 단백질을 표적으로 한다는 점에서 불완전한 서술입니다.
2번 보기는 "Clostridium tetani - 글리신 및 GABA 유리 억제 독소"입니다. 파상풍 독소(tetanospasmin)는 Zn-의존성 메탈로프로테아제로서, 시냅토브레빈(synaptobrevin) 같은 SNARE 단백질을 절단합니다. 이는 억제성 신경전달물질인 글리신과 GABA의 소포 유리를 차단하여, 알파 운동신경세포의 지속적인 흥분을 유발합니다. 결과적으로 강직성 마비(강직증)가 나타납니다. 매우 정확한 서술입니다.
3번 보기는 "Staphylococcus aureus - 슈퍼항원(superantigen) 독소"입니다. 황색포도상구균은 장독소(enterotoxin)와 독소충격증후군 독소(TSST-1)를 생성하며, 이들은 대표적인 슈퍼항원입니다. 슈퍼항원은 항원제시세포의 MHC class II 분자와 T세포 수용체(TCR)의 Vβ 사슬을 비특이적으로 결합시켜, 전체 T세포의 5~30%를 동시에 활성화합니다. 이는 과도한 사이토카인 방출을 초래하여 독소충격증후군 등을 일으킵니다. 매우 정확한 서술입니다.
4번 보기는 "Clostridium botulinum - 아세틸콜린 유리 억제 독소"입니다. 보툴리눔 독소는 A-B형 독소로, Zn-의존성 메탈로프로테아제로서 SNARE 단백질(SNAP-25, VAMP/synaptobrevin 등)을 절단합니다. 이는 신경근접합부에서 아세틸콜린(ACh)이 함유된 시냅스 소포의 세포막 융합을 차단하여 ACh 유리를 억제합니다. 결과적으로 이완성 마비가 나타납니다. 매우 정확한 서술입니다.
5번 보기는 "Corynebacterium diphtheriae - EF-2 ADP-리보실화 독소"입니다. 디프테리아 독소는 A-B형 독소로서, A 소단위가 세포질에서 신장인자 2(EF-2)를 NAD+ 의존적으로 ADP-리보실화합니다. 이는 EF-2의 불활성화를 초래하여 단백질 합성을 억제하고, 결과적으로 세포 사멸(주로 심근, 신경 조직 등)을 유발합니다. 매우 정확한 서술입니다.
따라서, 모든 보기가 핵심 기전을 비교적 잘 설명하고 있으나, 1번 보기가 직접 표적 대신 최종 경로를 서술한 점에서 상대적으로 부정확하며, 국가고시 출제 관점에서 '가장 옳지 않은 것'으로 선정되었습니다. 다른 보기들은 직접적이고 정확한 분자 표적을 서술하고 있습니다.
임상 실무 가이드: 세균 독소 기전 이해는 항독소 치료제 개발과 병인론 이해에 필수적입니다. 예를 들어, 보툴리눔 독소는 A형과 B형이 SNARE 단백질 기질 특이성이 달라 임상 적용(근긴장이상 치료)이 다릅니다. 슈퍼항원 독소는 T세포 과활성화로 인한 사이토카인 폭풍을 유발하므로, 패혈성 쇼크 환자 감별 시 S. aureus나 S. pyogenes 감염 가능성을 고려해야 합니다. 파상풍 환자에게는 항독소(인간 파상풍 면역글로불린)와 GABA 효능제(근이완제)를 병용합니다.