[학위논문]LC-ESI-tandem mass spectrometry를 이용한 현호색 종에서의 Alkaloids 구조구명 Structural Determination of Alkaloids in Corydalis Species by LC-ESI-Tandem Mass Spectrometry원문보기
LC-ESI-tandem mass spectrometry를 이용한 현호색 종에서의 Alkaloids 구조구명
정 은 경 지도교수 홍 종 기
본 연구는 현호색(Corydalis(C.) tuber) 종 (C. decumbens, C. ternata, C. yanhusuo)에 있는 aporphine, tetrahydroprotoberberine, protoberberine, protopine, benzylisoquinoline 계열을 포함하는 여러 ...
LC-ESI-tandem mass spectrometry를 이용한 현호색 종에서의 Alkaloids 구조구명
정 은 경 지도교수 홍 종 기
본 연구는 현호색(Corydalis(C.) tuber) 종 (C. decumbens, C. ternata, C. yanhusuo)에 있는 aporphine, tetrahydroprotoberberine, protoberberine, protopine, benzylisoquinoline 계열을 포함하는 여러 알칼로이드의 구조를 규명하기 위해 수행되었다. 이러한 알칼로이드의 효과적인 추출은 70% methanol의 초음파 추출 (sonication) 과 액-액 추출과정 (LLE) 을 거쳐 이루어졌다. 또한 알칼로이드는 역상에서의 C18 컬럼의 기울기 용리 조건을 통한 분리와 전자분무이온화 (ESI) - 탄뎀 질량분석 (MS/MS) 에 의한 구조확인이 동시에 분석되었다. 또한 미지의 알칼로이드의 정확한 분자량 정보를 얻기 위하여 푸리에-변환 이온 사이클론 트론 공명 질량분석 (FT-ICR MS) 을 적용하였다. 현호색 종에서의 알칼로이드 추출을 확실히 하기 위해서 인증된 표준품으로 우선적인 분석이 이루어지고 그들의 구조적인 특성에 따른 진단 이온들의 해석이 MS/MS 스펙트럼의 해석으로 진행되었다. 안정한 환 구조를 가지는 aporphine 알칼로이드의 구조는 특성이온으로써 [M+H]+, [M+H-•OCH3]+ 그리고 [M+H-•OCH3-CH3OH]+ 가 MS/MS 분석에서 나타났다. Protoberberine 알칼로이드인 quaternary alkaloids 의 스펙트럼은 [M]+, [M-•CH3]+, 그리고 [M-•CH3-CO]+ 의 형성을 나타내었다. Tetrahydroprotoberberine alkaloids 의 경우는 retro Diels-Alder (RDA) 반응에서 B 와 (또는) C-환 구조의 분해 현상으로 생성되는 특성이온을 통해 크게 두 개의 조각 이온을 생성한다. 특히 protopine 계열의 알칼로이드는 ESI 과정 중에 iminolization 반응을 통하여 tetrahydroprotoberberine 계열의 알칼로이드로 전환 될 수 있다. 이전의 보고되었던 알칼로이드의 HPLC 용리 패턴과 MS/MS 스펙트럼의 패턴을 기초로 하여 현호색 종에 있는 총 33종의 알칼로이드를 잠정적으로 확인하였으며 특히 본 연구에서는 그 중 11 종의 알칼로이드를 현호색 종에서 처음으로 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구는 식물에서의 밝혀지지 않은 미지의 알칼로이드를 밝히고 그들의 구조를 확인하는데 큰 도움을 줄 것이다.
LC-ESI-tandem mass spectrometry를 이용한 현호색 종에서의 Alkaloids 구조구명
정 은 경 지도교수 홍 종 기
본 연구는 현호색(Corydalis(C.) tuber) 종 (C. decumbens, C. ternata, C. yanhusuo)에 있는 aporphine, tetrahydroprotoberberine, protoberberine, protopine, benzylisoquinoline 계열을 포함하는 여러 알칼로이드의 구조를 규명하기 위해 수행되었다. 이러한 알칼로이드의 효과적인 추출은 70% methanol의 초음파 추출 (sonication) 과 액-액 추출과정 (LLE) 을 거쳐 이루어졌다. 또한 알칼로이드는 역상에서의 C18 컬럼의 기울기 용리 조건을 통한 분리와 전자분무이온화 (ESI) - 탄뎀 질량분석 (MS/MS) 에 의한 구조확인이 동시에 분석되었다. 또한 미지의 알칼로이드의 정확한 분자량 정보를 얻기 위하여 푸리에-변환 이온 사이클론 트론 공명 질량분석 (FT-ICR MS) 을 적용하였다. 현호색 종에서의 알칼로이드 추출을 확실히 하기 위해서 인증된 표준품으로 우선적인 분석이 이루어지고 그들의 구조적인 특성에 따른 진단 이온들의 해석이 MS/MS 스펙트럼의 해석으로 진행되었다. 안정한 환 구조를 가지는 aporphine 알칼로이드의 구조는 특성이온으로써 [M+H]+, [M+H-•OCH3]+ 그리고 [M+H-•OCH3-CH3OH]+ 가 MS/MS 분석에서 나타났다. Protoberberine 알칼로이드인 quaternary alkaloids 의 스펙트럼은 [M]+, [M-•CH3]+, 그리고 [M-•CH3-CO]+ 의 형성을 나타내었다. Tetrahydroprotoberberine alkaloids 의 경우는 retro Diels-Alder (RDA) 반응에서 B 와 (또는) C-환 구조의 분해 현상으로 생성되는 특성이온을 통해 크게 두 개의 조각 이온을 생성한다. 특히 protopine 계열의 알칼로이드는 ESI 과정 중에 iminolization 반응을 통하여 tetrahydroprotoberberine 계열의 알칼로이드로 전환 될 수 있다. 이전의 보고되었던 알칼로이드의 HPLC 용리 패턴과 MS/MS 스펙트럼의 패턴을 기초로 하여 현호색 종에 있는 총 33종의 알칼로이드를 잠정적으로 확인하였으며 특히 본 연구에서는 그 중 11 종의 알칼로이드를 현호색 종에서 처음으로 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구는 식물에서의 밝혀지지 않은 미지의 알칼로이드를 밝히고 그들의 구조를 확인하는데 큰 도움을 줄 것이다.
This study was conducted for the structural determination of several alkaloids presented in Corydalis species (Corydalis decumbens, Corydalis ternata, and Corydalis yanhusuo) including protopine, aporphine, benzylisoquinoline, phthalide, tetrahydroprotoberberine, and protoberberine alkaloids. Severa...
This study was conducted for the structural determination of several alkaloids presented in Corydalis species (Corydalis decumbens, Corydalis ternata, and Corydalis yanhusuo) including protopine, aporphine, benzylisoquinoline, phthalide, tetrahydroprotoberberine, and protoberberine alkaloids. Several kinds of alkaloids were rapidly extracted from Corydalis species by sonication with 70% methanol and liquid-liquid extraction (LLE). These alkaloids in extract were successfully separated by a reversed-phase C18 column using gradient elution and identified by electrospray ionization (ESI)-tandem mass spectrometry (MS/MS). An LC-Fourier-transform ion cyclotron resonance (FT-ICR)-MS was also applied to obtain accurate mass measurements of unknown alkaloids. For the structural elucidation of several alkaloids extracted from Corydalis species, the authentic alkaloids were preferentially analyzed and their MS/MS spectra were interpreted to find diagnostic ions according to their structural characteristics. The aporphine alkaloids with methoxy groups on rigid ring structure produced characteristic ions such as [M+H]+, [M+H-OCH3]+ and [M+H-OCH3-CH3OH]+ in the ESI-MS/MS analysis. The MS/MS spectra of protoberberine alkaloids with quaternary amine showed the intense ions including [M]+, [M-CH3]+, and [M-CH3-CO]+ ions. For tetrahydroprotoberberine and protopine type alkaloids, characteristic ions resulted in the retro-Diels-Alder (RDA) fragmentations via fusion of B- and/or C-ring, producing abundant ions. Especially, the dehydrated ions of [M+H]+ ion for protopine type alkaloids were produced through iminolization during the ESI process. Based on the MS/MS spectral patterns and FT-ICR-MS data, a total 33 of alkaloids observed in Corydalis species were identified or tentatively identified and 10 of them were for the first time reported from C. species investigated in this study. Those results will be helpful for the identification of unknown alkaloids observed in plants and also for the understanding of plant metabolism.
This study was conducted for the structural determination of several alkaloids presented in Corydalis species (Corydalis decumbens, Corydalis ternata, and Corydalis yanhusuo) including protopine, aporphine, benzylisoquinoline, phthalide, tetrahydroprotoberberine, and protoberberine alkaloids. Several kinds of alkaloids were rapidly extracted from Corydalis species by sonication with 70% methanol and liquid-liquid extraction (LLE). These alkaloids in extract were successfully separated by a reversed-phase C18 column using gradient elution and identified by electrospray ionization (ESI)-tandem mass spectrometry (MS/MS). An LC-Fourier-transform ion cyclotron resonance (FT-ICR)-MS was also applied to obtain accurate mass measurements of unknown alkaloids. For the structural elucidation of several alkaloids extracted from Corydalis species, the authentic alkaloids were preferentially analyzed and their MS/MS spectra were interpreted to find diagnostic ions according to their structural characteristics. The aporphine alkaloids with methoxy groups on rigid ring structure produced characteristic ions such as [M+H]+, [M+H-OCH3]+ and [M+H-OCH3-CH3OH]+ in the ESI-MS/MS analysis. The MS/MS spectra of protoberberine alkaloids with quaternary amine showed the intense ions including [M]+, [M-CH3]+, and [M-CH3-CO]+ ions. For tetrahydroprotoberberine and protopine type alkaloids, characteristic ions resulted in the retro-Diels-Alder (RDA) fragmentations via fusion of B- and/or C-ring, producing abundant ions. Especially, the dehydrated ions of [M+H]+ ion for protopine type alkaloids were produced through iminolization during the ESI process. Based on the MS/MS spectral patterns and FT-ICR-MS data, a total 33 of alkaloids observed in Corydalis species were identified or tentatively identified and 10 of them were for the first time reported from C. species investigated in this study. Those results will be helpful for the identification of unknown alkaloids observed in plants and also for the understanding of plant metabolism.
Keyword
#Corydalis species, alkaloids, separation, tandem mass spectrometry, LC-ESI-MS/MS, FT-ICR-MS
학위논문 정보
저자
정은경
학위수여기관
경희대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
기초약학과
지도교수
홍종기
발행연도
2012
총페이지
52 p.
키워드
Corydalis species, alkaloids, separation, tandem mass spectrometry, LC-ESI-MS/MS, FT-ICR-MS
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