수목추출물의 생리활성에 관한 연구(VII) - 회화나무 Isoflavonoid의 항균활성 - Studies on Biological Activity of Wood Extractives(VII) - Antifungal activity of Isoflavonoids from Sophora japonica -원문보기
항균활성이 우수한 회화나무 목부로부터 4종의 isoflavonoid 화합물을 단리하였으며, 기기분석 결과 3종의 isoflavone인 5,7-dihydroxy-4',6-dimethoxyisoflavone(irisolidone)을 비롯하여, 5,7-dihydroxy-4'-methoxyisoflavone(Biochanin A), 7-hydroxy-4'-methoxyisoflavone(formononetin) 그리고 1종의 isoflavanone인 7-hydroxy-4'-methoxyisoflavanone으로 각각 동정하였다. 이들 단리 물질의 항균활성을 배지점적법으로 조사한 결과 4종의 isoflavonoid 공히 낮은 항균활성을 나타내어, 회화나무 목부의 높은 항균활성은 본 실험에서 단리한 물질 이외의 물질이 관여하는 것으로 추정되며 금후 관련물질의 탐색이 필요할 것으로 사료되었다.
항균활성이 우수한 회화나무 목부로부터 4종의 isoflavonoid 화합물을 단리하였으며, 기기분석 결과 3종의 isoflavone인 5,7-dihydroxy-4',6-dimethoxyisoflavone(irisolidone)을 비롯하여, 5,7-dihydroxy-4'-methoxyisoflavone(Biochanin A), 7-hydroxy-4'-methoxyisoflavone(formononetin) 그리고 1종의 isoflavanone인 7-hydroxy-4'-methoxyisoflavanone으로 각각 동정하였다. 이들 단리 물질의 항균활성을 배지점적법으로 조사한 결과 4종의 isoflavonoid 공히 낮은 항균활성을 나타내어, 회화나무 목부의 높은 항균활성은 본 실험에서 단리한 물질 이외의 물질이 관여하는 것으로 추정되며 금후 관련물질의 탐색이 필요할 것으로 사료되었다.
Three isoflavones and one isoflavanone were isolated from the wood of Sophora japonica (Leguminosae) which has been selected due to its high antifungal activity among the tested species, Four compounds were identified as 5,7-dihydroxy-4',6-dimethoxyisoflavone (irisolidone), 5,7-dihydroxy-4'-methoxyi...
Three isoflavones and one isoflavanone were isolated from the wood of Sophora japonica (Leguminosae) which has been selected due to its high antifungal activity among the tested species, Four compounds were identified as 5,7-dihydroxy-4',6-dimethoxyisoflavone (irisolidone), 5,7-dihydroxy-4'-methoxyisoflavone (biochanin A), 7-hydroxy-4'-methoxyisoflavone (formononetin) and 7-hydroxy-4'-methoxy-isoflavanone by Mass and NMR spectroscopic analysis. The antifungal activity of the isoflavonoids was tested by medium dilution method and showed low antifungal activity indicating that the other compounds may contribute to high activity of the wood extractives of S. japonica.
Three isoflavones and one isoflavanone were isolated from the wood of Sophora japonica (Leguminosae) which has been selected due to its high antifungal activity among the tested species, Four compounds were identified as 5,7-dihydroxy-4',6-dimethoxyisoflavone (irisolidone), 5,7-dihydroxy-4'-methoxyisoflavone (biochanin A), 7-hydroxy-4'-methoxyisoflavone (formononetin) and 7-hydroxy-4'-methoxy-isoflavanone by Mass and NMR spectroscopic analysis. The antifungal activity of the isoflavonoids was tested by medium dilution method and showed low antifungal activity indicating that the other compounds may contribute to high activity of the wood extractives of S. japonica.
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문제 정의
본 연구에서는 항균활성이 우수한 회화나무 목부(임업연구원, 2000)로부터 물질을 단리하고 그 화학구조를 명확히 하였으며 단리물질의 항균활성을 조사하였다.
제안 방법
SJD-5 분획물(29.17 g)을 DCM:MeOH(150:l~ 50:1, v/v)을 용출용매로 한 silica gel 칼럼(7.5X35 cm) 크로마토그라피를 이용하여 25 mL씩 530개로 분취 한 뒤 TLC 분석에 의해 17개의 분획물(SJD-5늬~ SJD-5-17)로 나누었다. SJD-5-3 분획에서 석출된 물질은 여과한 후(40 mg) benzene:EtOAc(7:l, v/v)을전개용매로 한 분취용 TLC로 분리 .
SJD-5-13의 분획물에서 석출된 화합물을 여과하여 화합물 IV(23 mg) 를 단리하였다.
목재부후균 2종 및 표고해균 3종에 대하여 조사하였다. 그 결과 화합물 I 인 5, 7-dihydroxy-4, , 6-dimethoxyisoflavone 의 경우 lOQpg/mL의 농도에서 밤나무 동고병균인 C.
우수한 항균활성을 나타낸 회화나무 목부의 에탄올 추출물로부터 Sephadex LH-20과 silica gel column chromatography 등을 이용하여 4종의 isoflavonoid 화합물을 분리하였으며, 단리 물질에 대해서는 NMR 및 MS 등의 기기분석을 통하여 5, 7-dihydroxy-4', 6- dimethoxyisoflavon (irisolidone), 5, 7-dihydroxy- 4'-methoxyisoflavone (biochanin A), 7-hydroxy- 4'-methoxyisoflavone (formononetin), 7-hydroxy- 4'-inethoxyisoflavanone으로 각각 동정하였다. 이들 단리 물질의 항균활성을 조사한 결과 4종 공히 낮은 항균 활성을 나타내어 회화나무 목부의 높은 항균 활성은 본 실험에서 단리한 물질이외의 물질이 관여하는 것으로 추정되며 금후 관련물질의 탐색이 필요할 것으로 사료되었다.
위의 4개의 가용부 중 우선 디클로로메탄 가용부 (51.55 g)에 대해 MeOH:EtOH(l:l, v/v)을 용출 용매로 한 Sephadex LH-20 컬럼(7.0x65 cm) 크로마토그라피를 이용하여 16 mL씩 분취하여 550개의 분취물을얻었으며, 이들 분취물들은 TLC(silica gel 60 F254, 전개 용매: toluene-ethyl formate-formic acid = 5:4:l, v/v)에 전개시켜 UV (254 nm, 375 nm) 램프로 검색하여 9개의 분획물(SJDT~SJD-9)로 나누었다.
농축하였다. 이렇게 얻어진 EtOH 조추출물은 헥산(/Hiexane), 디클로로메탄(DCM), 에틸아세테이트(EtOAc) 및 부탄올(BuOH)로 순차 연속 추출하여 용매분획을 실시하였다.
SJD-5-3 분획에서 석출된 물질은 여과한 후(40 mg) benzene:EtOAc(7:l, v/v)을전개용매로 한 분취용 TLC로 분리 . 정제하여 황색의 분말인 화합물 I (8.0 mg)을 단리하였다.
대상 데이터
2.1 공시재료
공시수종으로는 1996년 7월 경상대학교 연습림(경남 산청군 시천면)에서 채취한 회화나무(수령: 20년, 흉고직경 : 9 cm)< 사용하였다.
항균활성검 정은 배지 점 적 법을 사용하여 균사 생장 억제율로 구하였다(이 등, 2000).
성능/효과
13C-NMR(DEPT) 스팩트럼에서는 총 17개의 탄소 시 그날이 나타났으며, 이 중 methoxyl기에 유래하는 탄소가 2개 , methine 탄소가 6개 , 그리고 quaternary 탄소가 9개임을 확인할 수 있었다. 3 180.
10의 singlet 시그날은 A환의 H-8의 methine proton에 귀속하였다. 그리고 3 3.79, d 3.80의 2개의 singlet 시그날은 methoxy]기에 유래하는 것으로 A환의 H-6와 B환의 H-4'로 각각 귀속하였는데, 이는 화합물I 의 NOESY 스팩트럼에서 H-3', H-5'와 C-4'의 methoxyl기와의 상관 peak와 HMBC 스팩트럼에서 C4'와의 교차 peak를 확인함으로써 methoxyl기가 C-4'에 존재함을 알 수 있었다.
parasitica.에 대해 70.2%의 균사생장억제율을 나타내었으며, 작물병원균인 G. cingulata, F. oxysporum 및 표고해균인 T. viride, T. harzianum에 대해 30% 에서 40%의 억제율을 그리고 그 외의 공시균주에 대해서는 15% 전후의 억제율을 나타내어 높지는 않지만 항균 활성이 있는 것으로 판단되었다(Table 1). 이와 같이 isoflavanone구조인 화합물IV가 isoflavone구조인 화합물 I, II 및 m에 비해 상대적으로 활성이 높은 것은 flavanone 화합물이 flavone 화합물보다 항균 활성이 높다는 결과(Choi 등, 2001)와도 일치하는 것이다.
parasitica.와 L. betulina 이외의 공시균주에 대해서는 낮은 억제율을 나타내었으며, T. versicolor의 생육도 억제하지 못하는 것으로 나타났다(Table 1). 특히, 화합물HI인 7- hydroxy-4'-methoxyisoflavone의 경우에는 100 pg/ mL의 농도에서 모든 공시균주에 대해 20%이하의 매우 낮은 균사생장억제율을 나타내어 항균활성이 없는 것으로 판단되었다(Table 3).
parasitica.와 표고 해균인 L. betulina에 대해 각각 38.1%와 45.2%의 균사생장억제율을 나타내었을 뿐 그 외의 공시균주에 대해서는 10%전후의 매우 낮은 억제율을 나타내었으며, 백색부후균인 T. versicolor의 생육은 전혀 억제하지 못하는 것으로 나타났다(Table 3). 화합물II인 5, 7-dihydroxyl-4, -methoxyisofla- vone도 같은 경향을 나타내어 C.
이상의 결과로 화합물IV는 7-hydroxy-4'-methoxy- isoflavanone으로 동정하였다(Fig. 1).
이상의 기기 분석결과, 화합물IHe 7-hydroxy-4'- methoxyisoflavone, 즉 formononetin으로 동정하였다 (Fig.l).
이상의 기기분석결과, 화합물 I 은 5, 7-dihydroxy- 4', 6-dimethoxyisoflavone인 irisolidone으로 동정 되었다 (Fig. 1).
이상의 분석결과, 화합물Ⅱ는 5, 7-dihydroxyl-4'-methoxyisoflavoneel biochanin A로 동정하였다 (Fig. 1). 이는 Charles(1993)의 결과와도 일치하였으며 희화나무의 뿌리에서도 단리되었다는 보고가 있다.
이와 같이 isoflavanone구조인 화합물IV가 isoflavone구조인 화합물 I, II 및 m에 비해 상대적으로 활성이 높은 것은 flavanone 화합물이 flavone 화합물보다 항균 활성이 높다는 결과(Choi 등, 2001)와도 일치하는 것이다. 이상의 회화나무 목부로부터 분리된 4종의 화합물은 항균 활성이 낮은 것으로 나타났으며 이는 그 구조적인 특징에 기인하는 것으로 사료된다. 첫 번째 구조적인 특징은 isoflavonoid구조로, flavanone구조인 narin- genin(4, , 5, 7-trihydroxyflavanone) 보다 isoflavanone 구조인 genistein(4', 5, 7-trihydroxyisoflavanone)이 월등히 낮은 항균 활성을 나타낸 결과(Choi 등, 2001)에서 보는 바와 같이 4종 모두 isoflavonoid 화합물이므로 활성이 낮은 것으로 추측되었다.
이상의 회화나무 목부로부터 분리된 4종의 화합물은 항균 활성이 낮은 것으로 나타났으며 이는 그 구조적인 특징에 기인하는 것으로 사료된다. 첫 번째 구조적인 특징은 isoflavonoid구조로, flavanone구조인 narin- genin(4, , 5, 7-trihydroxyflavanone) 보다 isoflavanone 구조인 genistein(4', 5, 7-trihydroxyisoflavanone)이 월등히 낮은 항균 활성을 나타낸 결과(Choi 등, 2001)에서 보는 바와 같이 4종 모두 isoflavonoid 화합물이므로 활성이 낮은 것으로 추측되었다. 두 번째 특징은 methoxyl 기에 의한 것으로 naringenin(4', 5.
화합물HI의 13C-NMR 스팩트럼에서는 총 15개의 탄소 시그날이 나타났으며, 이 중 methine탄소가 8개, quaternary 탄소가 7개 있음을 알 수 있으며, 이 중 S 176.93의 시그날은 C-7에 귀속하였다.
회화나무 목부의 디클로로메탄 가용부로부터 얻어진 화합물 I 의 분자량은 EI-MS 스팩트럼에서 m/z 314로 나타났다.1H-NMR 스팩트럼에서 8 7.
후속연구
이들 단리 물질의 항균활성을 조사한 결과 4종 공히 낮은 항균 활성을 나타내어 회화나무 목부의 높은 항균 활성은 본 실험에서 단리한 물질이외의 물질이 관여하는 것으로 추정되며 금후 관련물질의 탐색이 필요할 것으로 사료되었다.
이상의 결과 본 실험에서 단리된 4종의 isoflavonoid 공히 낮은 항균활성을 나타내어 회화나무 목부의 높은 항균 활성(임업연구원, 2000)은 본 실험에서 단리한 물질 이외의 물질이 관여하는 것으로 추정되며 금후 관련물 질의 탐색이 필요할 것으로 사료되었다.
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