매년 10만명 정도가 자연계의 다양한 독으로 사망한다고 합니다. 자연계에 2000만개의 독소가 있을 것으로 예상되는데 그 중 단지 1만개 정도만 성분이 확인되었습니다.  그 중에서도 단지 500개 정도만 연구되었구요. 그 중 가장 강력한 독소는 Botulinum toxin 입니다. 지난 번 황금독화살개구리가 분비하는 바트라코톡신 (Batrachotoxin) 보다 더 독성 강합니다.


Botulinum toxin (BTX) 또는 Botulinum Neurotoxin (BoNT) 라고 불리며 Clostridium Botulinum 라는 미생물이 직접 만들어내는 단백질 독소입니다.  


저 구조가 지난 글에 나와있는 아미노산들이 어마어마하게 많이 연결되어있는 입체적인 단백질을 단순하게 나타낸 것입니다. Botulinum toxin는 대략 1296개의 아미노산으로 이루어진 분자량 150,000의 거대 단백질입니다.


근육조직에 위와 작용하여 독성을 나타냅니다. Botulinum toxin의 반응은 매우매우  specific하여  극소량으로도 강력한 독성을 나타냅니다.

Lethal Dose 50 (LD50)


여러가지 독성물질의 독성정도를 비교하는 지표로 LD50 이란 것을 사용합니다. 주로 mouse를 사용하는데 독소를 여러가지 용량(Dose) 별로 투여한 후 죽은 mouse의 수를 그래프로 그리면 sigmoidal curve를 나타납니다. 이는 지수함수를 따른다고 알려져있는데 전통적으로 주로 역수를 취한 후 ln를 씌우면 1차함수 직선으로 나타나고 이를 least square method 로 기울기와 절편을 구해서 역으로 50%가 죽는 Dose를 구했습니다.  ln를 씌여서 계산한 값이라서 오차가 많으므로 요즘은 Nonliner regression 해주는 프로그램으로 사용하여  LD50 구합니다. 잘하시는 분들은  Weight 도 주죠.

아무튼 독성물질의 독성 수준을 비교하는 대표적인 지표입니다.  

mouse에 정맥투여 후 현재 알려진 LD50 (Mice LD50 in intravenus)

Botulinum toxin                                               0.01 µg/kg
황금독화살개구리의 바트라코톡신 (Batrachotoxin)   2 µg/kg
암살자 리신 (Ricin)                                                5 µg/kg
복어독 (Tetrodotoxin)                                        10 µg/kg

Botulinum toxin 가 탁월하죠.

Botulinum toxin 가 탁월하죠.

Botulinum toxin는 A, B, C [C1, C2], D, E, F, G  7가지 subtype이 있는데 이 중 A와 B만 의료용으로 사용됩니다.  Botulinum toxin을 엄청나게 희석해서 주름 개선제로 사용하는데 그 중 제일 유명한 제품이 알러간 (Allergan) 사의 그 유명한 보톡스 (Botox®) 입니다. 보톡스는 Botulinum toxin A를 사용합니다. 보톡스 (Botox®)는 unit로 함량을 표시하는데 한 vial에 100~200 unit 정도 포함되어있습니다. 시술부위에 따라 제품을 더 희석해서 사용하죠. 일반적으로 Botox® 100 unit /vial 이면 Botulinum toxin A가 0.73 ng 정도 됩니다. (137 units/ng) 1개의 vial을 보통 10ml saline에 녹이는데 100unit 제품인 경우 농도가 100unit/10ml = 10unit/ml 입니다. 농도로 환산하면 0.073 ng/ml = 73 pg/ml 정도 되네요. 즉 100unit botox 1개 vial를 생리식염수 10ml에 희석한 것은 Botulinum toxin A 1g (티스푼으로 한스푼 정도 되겠죠. 이 정도면 1억명은 죽일 수 있을 듯) 을 생리식염수 137,000톤 (137,000,000 L) 에 희석한 것과 같습니다.

사람에서 Botulinum toxin A는 LD50 더 낮아서 1 ng/kg 수준인데 70kg 정도 몸무게인 사람에게 보톡스 Botox®  (100 unit /vial)  96개 vial을 한 번에 정맥주사(1개 vial 10ml씩 녹인다면 100개 vial 즉 1000 ml ( 1 L ) 를 정맥주사해야합니다. 허걱) 하면 50% 확률로 죽습니다.