6-(1-하이드록시 또는 아실옥시알킬)-5,8-디알콕시-1,4-나프토퀴논 유도체의 합성, DNA Topoisomerase-I에 대한 억제, 세포독성 및 항암활성 6-(1-Hydroxy or Acyloxyalkyl)-5,8-Dialkoxy-1,4-Naphthoquinones: Synthesis, Evaluation of Cytotoxic Activity; Antitumor Activity and Inhibitory effect on DNA Topoisomerase-I원문보기
A new synthetic method of 6-(1-oxyalkyl)-5,8-dimethoxy-1,4-naphthoquinones was developed, 2-formyl-1,4,5,8-tetramethoxynaphthalene was oxidized to form 6-formyl-5,8-dimethoxy-1,4-naphthoquinone(DMNQ). This was selectively reduced and benzylated to produce 6-formyl-5,8-dimethoxy-1,4-dibenzyloxynaphth...
A new synthetic method of 6-(1-oxyalkyl)-5,8-dimethoxy-1,4-naphthoquinones was developed, 2-formyl-1,4,5,8-tetramethoxynaphthalene was oxidized to form 6-formyl-5,8-dimethoxy-1,4-naphthoquinone(DMNQ). This was selectively reduced and benzylated to produce 6-formyl-5,8-dimethoxy-1,4-dibenzyloxynaphthalene, to which various alkylmagnesium halide were added, followed by debenzylation and oxidation in sequence, yielding 6-(1-hydroxyalkyl)-DMNQ derivatives. 6-(1-hydroxyalkyl)-5,8-diethoxy-1,4-naphthalene (DENQ) derivatives were synthesized by similar procedure. 1'-OH of the naphthoquinone derivatives was acylated with various alkanoic acids to give 6-(1-acyloxyalkyl)-DMNQ or DENQ derivatives. TOPO-I inhibitory activity and cytotoxicity of DENQs were less potent than that of DMNQs. Among the DMNQ and DENQ analogues, the ones with alkyl group being heptyl were most potent in TOPO-I inhibition $IC_{50}$/; 30.1, 36.4 $\mu$M). DUNQ derivatives with a longer side chain exhibited a weaker cytotoxicity. A correlation between size of the alkyl side chain and cytotoxicity was not observed for DENQ derivatives. Acylation of 1'-hydroxyl group, in general, decreased both TOPO-I inhibitory activity and cytotoxicity T/C (%) values of the DENQ derivatives on S-180 intraperitoneal tumor were larger than those of DMNQ derivatives. Among the compounds synthesized,6-(1-hydroxyheptyl)-DENQ and 6-(1-hex-anoyloxyoctyl)-DMNQ showed the highest T/C values of 183% and 182%, respectively.
A new synthetic method of 6-(1-oxyalkyl)-5,8-dimethoxy-1,4-naphthoquinones was developed, 2-formyl-1,4,5,8-tetramethoxynaphthalene was oxidized to form 6-formyl-5,8-dimethoxy-1,4-naphthoquinone(DMNQ). This was selectively reduced and benzylated to produce 6-formyl-5,8-dimethoxy-1,4-dibenzyloxynaphthalene, to which various alkylmagnesium halide were added, followed by debenzylation and oxidation in sequence, yielding 6-(1-hydroxyalkyl)-DMNQ derivatives. 6-(1-hydroxyalkyl)-5,8-diethoxy-1,4-naphthalene (DENQ) derivatives were synthesized by similar procedure. 1'-OH of the naphthoquinone derivatives was acylated with various alkanoic acids to give 6-(1-acyloxyalkyl)-DMNQ or DENQ derivatives. TOPO-I inhibitory activity and cytotoxicity of DENQs were less potent than that of DMNQs. Among the DMNQ and DENQ analogues, the ones with alkyl group being heptyl were most potent in TOPO-I inhibition $IC_{50}$/; 30.1, 36.4 $\mu$M). DUNQ derivatives with a longer side chain exhibited a weaker cytotoxicity. A correlation between size of the alkyl side chain and cytotoxicity was not observed for DENQ derivatives. Acylation of 1'-hydroxyl group, in general, decreased both TOPO-I inhibitory activity and cytotoxicity T/C (%) values of the DENQ derivatives on S-180 intraperitoneal tumor were larger than those of DMNQ derivatives. Among the compounds synthesized,6-(1-hydroxyheptyl)-DENQ and 6-(1-hex-anoyloxyoctyl)-DMNQ showed the highest T/C values of 183% and 182%, respectively.
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문제 정의
본 연구에서는 shikonin보다 acylshikonin유도체가 전반적으로 보다 좋은 저해효과를 보인다는 관찰을 근거로 하여 6-(l-hydroxyalkyl)-5, 8-dimethoxy-l, 4-naphtho- quinone을 acyl화 흐고 이러한 acyl화가 TOPO-I에 대하여 어떠한 영향을 미치는지를 실험하여 보고자 하였으며, 또한 구조중 5, 8*dimethox巧부분을 ethoxy기로 변화 시켜 이 ethoxy기가 TOPO-I에 대해서 어떠한 영향을 미치는가도 검토해 보고자 하였다. 이러한 유도체들의 TOPO-I에 대한 작용뿐만 아니라 나아가서는 L1210 세포에 대한 저해작용 및 S-180암에 대한 항암성간의 연계성을 분석해 보고자 하였다.
검토해 보고자 하였다. 이러한 유도체들의 TOPO-I에 대한 작용뿐만 아니라 나아가서는 L1210 세포에 대한 저해작용 및 S-180암에 대한 항암성간의 연계성을 분석해 보고자 하였다.
제안 방법
2-Formyl-l, 4, 5, 8-tetramethoxynaphthalene 3 g(10.8 mmole)을 acetonitrile 80 m/에 넣어 녹인 후 cerium ammonium nitrate(CAN) 14.9g(272 mmole)을 증류수 80 mi에 녹인 용액을 30분 동안 적가 하였다. 그 후 다시 1시간 동안 교반한 후 생성되는 황색침전물을 감압여과후 증류수로 세척, 건조하여 황색 침전물 2.
5 μg/mL ethidium bromide solution을 시용하여 gel plates를 염색하였다. IC50값은 supercoiled pBR322 DNA의 relaxation을 50%억제하는 농도로 정하였으며, 각각의 실험에서 양성대조군은 camptothecin(CPT)을 사용하였다.
2 m/씩 복강으로 접종하였다. 시료는 암접종24시간 후에 마우스를 각각6 마리씩 그룹으로 나눈 후 복강으로 주사하였다. 생존율(T/C, %>은 다음과 같은 식에 따라 계산하였다.
물질 h로 부터같은 과정을 통하여 물질 VI를 합성하였다. 이들 각각에 여러가지 alkymagnesium halide와 작용시켜 물질군 VII~XⅢ을 합성하고 이를 Hed에서 접촉환원시키고 이어 CAN으로 산화시킴으로써 작용물질군 6-(1- hydroxyalkyl)-DMNQ 유도체를 합성하였다, 이들을 백의 방법3)으로 acyl화하여 6-(l-acyloxyalkyl)-DMNQ 유도체를 얻었다. 물질군 vii~xm에서 작용물질 1~7에 이르는 평균 수율은 70.
IR 스펙트라는 Perkin-Elmer 780 분광광도계로 측정하였으며 cme로 표시하였다. 핵자기공명 스펙트라는 JEOL(90MHz)분광광도계를 이용하여 tetramethyl- silane(TMS)을 내부표준물질로 하여 측정하였으며, 화학적 이동(chemical shif血)은 6단위로 coupling con- stmt는 Hz로 나타내었다. 박층크로마토그라프는 (TLC)는 silica gel(Kieselgel 60F254, Merck)을 사용하였고, 칼럼 크로마토그래피는 silica gel (Kieselgel 60, 70-230 mesh, Merck)를 사용하였다.
대상 데이터
In 枷 세포독성 검색 - 마우스 백혈병 세포주인 L1210세포는 10% fetal bovine serum0] 함유된 RPMI1640배지를 사용하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하여 실험에 사용하였다. 실험방법은 Thayer의방법에 따랐다.
각종 시약은 알드리치 사에서 구입하여 사용하였으며, 용매는 특급을 사용하였으며 필요에 따라 정제하여 사용하였다. 마우스 백혈병 세포주인 L1210 세포는 인삼연초연구소에서 분양 받아 사용하였으며, 세포배양 시 사용되는 RPMI1640, fetal bovine serum 및 다른 시약은 Gibco사로부터 구입하여 사용하였다.
사용하였다. 마우스 백혈병 세포주인 L1210 세포는 인삼연초연구소에서 분양 받아 사용하였으며, 세포배양 시 사용되는 RPMI1640, fetal bovine serum 및 다른 시약은 Gibco사로부터 구입하여 사용하였다. IR 스펙트라는 Perkin-Elmer 780 분광광도계로 측정하였으며 cme로 표시하였다.
핵자기공명 스펙트라는 JEOL(90MHz)분광광도계를 이용하여 tetramethyl- silane(TMS)을 내부표준물질로 하여 측정하였으며, 화학적 이동(chemical shif血)은 6단위로 coupling con- stmt는 Hz로 나타내었다. 박층크로마토그라프는 (TLC)는 silica gel(Kieselgel 60F254, Merck)을 사용하였고, 칼럼 크로마토그래피는 silica gel (Kieselgel 60, 70-230 mesh, Merck)를 사용하였다.
이론/모형
DNA Tbpoisomerase-I 활성측정 '罚-효소활성은 DNA unwinding assay를 사용하여 분석하였다. 송아지 흉선 DNA Ibpoisomerase-I(TOPO-I) limit와 E-coli pBR322(TAKARA Co.
배양하여 실험에 사용하였다. 실험방법은 Thayer의방법에 따랐다.° 세포수는 haemacytometer> 사용하여 세었으며, ED%값은 음성대조군에 대한 생존율이 50%되는 약물의 농도로 정하였다.
제조 방법은 Scheme 1에 나타내었다. 출발물질 a, b는 Ibrada’및 백遍)의 방법에 따라 합성하였다. 출발 물질 a를 CAN으로 산화시킨결과 산화 기전에 따라 전자밀도가 보다 큰 A환이 쉽게 산화되어 물질 1(6- formyl-DMNQ)가 80%의 수율로 합성되었다.
성능/효과
전체적으로 보면 이들 물질의 저해효과는 이미 알려진 acylshi- konin 유도체의 40-250 pM 보다 강함을 알 수 있다. 3)각소물질 군별로 보면, R3=methoxy 인 물질 1, 2, 3 의 저해효과를 비교해보면 Ri의 길이가 길어지면 저해 효과가 증가되는 현상을 볼 수 있는데 이는 R3가 ethoxy인 물질 군에서도 마찬가지였다(1<2<3 및 4<5<6). R3가 ethoxy기인 물질 4, 5, 6은 methoxy 기인 1, 2, 3에 비하여 약한 저해작용을 보인다.
R3이 methoxy인 물질군이 ethoxy인 물질군 보다 강한 세포독성을 보였으며 &의 길이가 길어질수록 작용이 약화됨을 볼 수 있다. 이는 TOPO-I의 저해작용과 반대되는 현상이다.
4 μM). Shikonin 유도체로부터 기대하였던 것과 같이 l'-OH를 acyl화하면 물질 그 효과가 강해졌으나 acyl기의 길이가 길어지면 저해 효과는 약해짐을 관찰할 수 있었다. 물질 7에 acetyl 기 및 propanoyl기를 부착하여 얻어진 물질 8과 9는 KM기준으로 계산하면 각각 1.
위에서 본 바와 같이 물질의 구조, TOPO-I 억제와 세포독성과의 사이에 엄격한 상관성을 관찰할 수 없었음에도 불구하고 전체적으로 보아 좋은 효소 저해 효과와 강한 세포독성을 보이고 있다는 사실 만으로도 TOPO-I의 저해가 하나의 세포독성 기전이라고 판단된다.
항암활성을 Table I에 나타내었다. 전체적으로 보면 이들 물질의 저해효과는 이미 알려진 acylshi- konin 유도체의 40-250 pM 보다 강함을 알 수 있다. 3)각소물질 군별로 보면, R3=methoxy 인 물질 1, 2, 3 의 저해효과를 비교해보면 Ri의 길이가 길어지면 저해 효과가 증가되는 현상을 볼 수 있는데 이는 R3가 ethoxy인 물질 군에서도 마찬가지였다(1<2<3 및 4<5<6).
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