[논문]6-Exomethylenepenam유도체의 베타락타마제 효소억제력과 베타락탐항생제 병용시 활성비교

임채욱; 박희석; 정미량; 강주성; 임철부

6-Exomethylenepenam유도체의 베타락타마제 효소억제력과 베타락탐항생제 병용시 활성비교
$\\beta$-Lactamase Inhibitory Activity and Comparative Activity of 6-Exomethylenepenam Derivatives Combined with $\\beta$-Lactam Antibiotics 원문보기

약학회지 = Yakhak hoeji, v.47 no.6, 2003년, pp.456 - 460

임채욱 (중앙대학교 약학대학 의약품화학 교실) , 박희석 (중앙대학교 약학대학 의약품화학 교실) , 정미량 (중앙대학교 약학대학 의약품화학 교실) , 강주성 (중앙대학교 약학대학 의약품화학 교실) , 임철부 (중앙대학교 약학대학 의약품화학 교실)

Abstract ▼ AI-Helper

In vitro $\beta$-lactamase inhibitory activity of 6-exomethylenepenam compounds ( 1, 2, 3, 4 and 5) was compared with clavulanic acid, sulbactam and tazobactam. The inhibitory activity of compound 3 was stronger than those of sulbactam and clavulanic acid against Type I and II enzymes and stronger than tazobactam against Type III, IV, TEM enzymes. The inhibitory activity of 5 was stronger than sulbactam and clavulanic acid against Type I and II enzymes and stronger than tazobactam against Type III, and IV enzymes. The in vitro antimicrobial activity of 3, 4 and 5 combined with ampicillin and cefoperazone was compared with the sulbactam against $\beta$-lactamase producing 27 strains. But, synergistic activity of 3 and 5 was inferior to tazobactam.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 실험에서는 기존의 P-lactamase 억제제보다 우수한 억제 효과가 있는 신규화합물을 개발하기9山) 위하여 합성된 6- exomethylene penamsulfone 유도체 5종에 대한 약효검색의 기초자료를 얻으려고 in vitro P-lactamase 효소 억제력을 측정하였고, [Llactamase를 생산하는 내성균주를 대상으로 현재 임상에서 사용되고 있는 P-lactamase 억제제와 in vitro 항균력을 비교 실험하였다.

제안 방법

UV/Vis Spectrophotometer를 이용하여 합성한 화합물 5종의 P-lactamase 효소의 억제활성을 측정하였다(Eble I). 효소 활성을 50% 억제하는데 필요한 화합물의 농도 즉, 8-lactamase에 의한 기질의 가수분해를 50% 억제하는 억제제의 농도를 IC₅₀ 수치로 계산하였다.
p-Lactamase TEM 효소를 이용하여 p-lactamase Type HI와 동일한 방법으로 IC₅₀ 값을 계산하였다.
00 mg/ m2 정도로 맞추었다. 균주는 10유 CFU가 되도록 제조한 후, 105 까지 회석하여 100山씩 접종하였다. 세균의 접종은 Mueller Hinton broth로 표준 2배 희석법으로 실시하였다.
완성된 well plate는 35~37℃에서 16~24시간 배양하였다. 배양 후 육안으로 탁도를 살펴서 생존여부를 조사하였고, 균의 성장이 억제된 최소한의 농도를 MIC(Minimal Inhibitory Concentration)로 하였다.
시판하는 P-lactamase 억제제와 유사하거나 우수한 효소 억제력을 보여주는 새로운 penam유도체 3종(3, 4, 5)의 합성물에 대하여 (3-lactamase< 생산하는 27종의 내성균주를 대상으로 현재 임상에서 사용되고 있는 P-lactamase 억제제인 sulbactam과 in 无圳)에서 상대적인 항균력 활성을 비교 실험하였다. 본 실험에서는 억제제와 항생제의 혼합비율을 고정하고 2배 희석법으로 희석하여 결과를 나타냈다.
2 unit/assay) 및 합성 화합물 용액 50 |丑 넣고 잘 섞은 후, 30℃에서 10분간 방치한다. 여기에 효소에 대한 기질로 cephaloridine(60 5 mM)을 가하고 260 nm에서 2분간 흡광도를 측정하여 각 화합물 농도에 대한 억제율(%)을 구하고 IC₅₀ 값을 계산하였다.
2 unit/assay) 및 합성 화합물 용액 50 g/를 넣고 잘 섞은 후, 30。(3에서 10분간 방치한다. 여기에 효소에 대한 기질로 penicillin G(60 山, 10mM)를 가하고 233nm에서 2 분간 흡광도를 측정하여 각 화합물 농도에 대한 억제율(%)을 구하고 IC₅₀ 값을 계산하였다.
효소 활성을 50% 억제하는데 필요한 화합물의 농도 즉, 8-lactamase에 의한 기질의 가수분해를 50% 억제하는 억제제의 농도를 IC₅₀ 수치로 계산하였다. 합성된 화합물들은 5가지의 농도(0.01, 0.1, 1, 10, 100皿)로 조제하여 사용하였다.
효소의 억제활성을 측정하였다(Eble I). 효소 활성을 50% 억제하는데 필요한 화합물의 농도 즉, 8-lactamase에 의한 기질의 가수분해를 50% 억제하는 억제제의 농도를 IC₅₀ 수치로 계산하였다. 합성된 화합물들은 5가지의 농도(0.

대상 데이터

Ⅳ.(from Enterobacter cloacae) 및 TEM(from Escherichia coli 205) 효소는 Sigma 회사에서 구입하여 사용하였다. 대조 약물로 clavulanic acid(Smithkline Beecham), sulbactam(Pfizer), tazobactam(한미 약품)을 이용하였고, 그밖에 cuvette(quartz), Mueller Hinton broth(Difco) 및 membrane filter paper(0.
2 gm, 22 mm : Gilman) 등을 사용하였다. Penam 유도체는 본 실험실에서 합성한 것이었고, P-lactamaseS 생산하는 균주 27종은 한미약품에서 제공한 것이었다.
(from Enterobacter cloacae) 및 TEM(from Escherichia coli 205) 효소는 Sigma 회사에서 구입하여 사용하였다. 대조 약물로 clavulanic acid(Smithkline Beecham), sulbactam(Pfizer), tazobactam(한미 약품)을 이용하였고, 그밖에 cuvette(quartz), Mueller Hinton broth(Difco) 및 membrane filter paper(0.2 gm, 22 mm : Gilman) 등을 사용하였다. Penam 유도체는 본 실험실에서 합성한 것이었고, P-lactamaseS 생산하는 균주 27종은 한미약품에서 제공한 것이었다.

데이터처리

P-Lactamase Type IV를 이용하여 P-lactamase Type Ⅲ와 동일한 방법으로 IC₅₀ 값을 계산하였다.
p-Lactamase Type II를 이용하여 p-lactamase Type I와 동일한 방법으로 IC₅₀ 값을 계산하였다.

이론/모형

본 실험에서는 억제제와 항생제의 혼합비율을 고정하고 2배 희석법으로 희석하여 결과를 나타냈다. 항균시험은 National Committee for Clinical Laboratory Standard(NCCLS)의 "Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria”의 규정에 따라 액체배지 희석법으로 실시하였다. p-Lactamase 억제제와 P- lactam 항생제의 혼합 용량비를 최종농도가 LOOmg/mZ가 되게 하였고, 합성된 화합물도 p-lactam 항생제를 혼합하여 1.
균주는 10유 CFU가 되도록 제조한 후, 105 까지 회석하여 100山씩 접종하였다. 세균의 접종은 Mueller Hinton broth로 표준 2배 희석법으로 실시하였다. 완성된 well plate는 35~37℃에서 16~24시간 배양하였다.

성능/효과

Ampicillin의 경우, 합성화합물 3종(3, 4 및 5)과 병용할때, 27 종의 내성균주 가운데 4종의 균주에서 sulbactam과 유사한 병용효과를 보여주었고, 23종의 균주에서는 sulbactam보다 낮은 병용효과를 보여주었다. 그러나, ampicillin을 단독으로 사용한 경우보다 합성화합물과 병용한 경우, 수종의 내성균주에서 MIC 가 우수하게 나타나서 합성화합물의 병용효과를 일부 확인하였다 (Table H).
07 μM으로 tazobactam보다 각각 io배와 54배 강력한 효소억제력을 나타내었다. TEM 효소에 대해서 화합물 3의 IC₅₀는 0.02μM으로 효소 억제력이 sulbactam 및 clavulanic acid보다 우수하였고, tazobactam 과 유사한 낮은 활성을 보였다.
p-Lactamase Type I에 대하여 화합물 3과 5의 页為)가 각각 3.73 μM과 3.85 μM으로 sulbactam과 clavulanic acid보다 효소 억제력이 우수하였으나, tazobactam보다는 약하였다. Type II 효소에 대해서 화합물 3과 5의 IC₅₀가 각각 4.
28 으로 sulbactam과 clavulanic acid보다 효소억제력이 강력하였으나, tazobactam보다는 약하였다. 그러나, Type Ⅲ 효소에 대해서 화합물 3과 5의 IC₅₀가 각각 1.03 皿과 0.04 μM으로 sulbactam과 clavulanic acid 뿐만 아니라 가장 강력한 억제제인 tazobactam보다 우수한 효소억제력을 보였다. 특히 , 화합물 5는 tazobactam보다 45배 강력한 효소억제력을 나타내었다.
보여주었다. 그러나, ampicillin을 단독으로 사용한 경우보다 합성화합물과 병용한 경우, 수종의 내성균주에서 MIC 가 우수하게 나타나서 합성화합물의 병용효과를 일부 확인하였다 (Table H).
그리고, 화합물 4는 2종의 균주에서만 sulbactanml과 병용할때와 유사한 MIC를 보여주어서 병용효과가 낮게 나타났다. 그러나, cefopera- zone을 단독으로 사용한 경우보다 합성화합물과 병용한 경우, 대부분의 내성균주에서 MIC가 우수하게 나타나서 sulbactam보다는 낮지만 합성화합물의 병용효과를 확인하였다(Eble HI).
화합물 5와 병용할때, 27종의 내성균주 가운데 1종의 균주에서 sulbactam보다 우수한 병용효과를 보여주었고, 8종의 균주에서는 sulbactam과 유사한 병용효과를 보여주었다. 그리고, 화합물 4는 2종의 균주에서만 sulbactanml과 병용할때와 유사한 MIC를 보여주어서 병용효과가 낮게 나타났다. 그러나, cefopera- zone을 단독으로 사용한 경우보다 합성화합물과 병용한 경우, 대부분의 내성균주에서 MIC가 우수하게 나타나서 sulbactam보다는 낮지만 합성화합물의 병용효과를 확인하였다(Eble HI).
无圳)에서 상대적인 항균력 활성을 비교 실험하였다. 본 실험에서는 억제제와 항생제의 혼합비율을 고정하고 2배 희석법으로 희석하여 결과를 나타냈다. 항균시험은 National Committee for Clinical Laboratory Standard(NCCLS)의 "Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria”의 규정에 따라 액체배지 희석법으로 실시하였다.
Clavulanic acid의 경우, 0-lactamase효소 활성부위의 serine OH기와 억제제의 P-lactam carbonyl bond 사이에 acyl 결합이 발생하고, 효소의 활성부위에 결합하여 g-lactamase의 기능을 억제한다. 특히, tazobactame 다양한 플라스미드 매개형 g-lactamase를 강력히 억제하고, 기존의 p-lactam 항생제와 병용하여 우수한 효소 억제력을 보여주었다.4-8)
합성화합물 S종에 대한 P-lactamase 효소억제 활성실험에서 6- exomethylene의 구조(3, 4 및 5)가 P-lactamase 효소 억제력에 중요하고, 6-exomethylene에서도 (Z)-form의 구조(3과 5)가 (£)- form의 구조(4)보다 효소 활성억제 효과에 중요하다는 결과를 얻었다. 그리고, sulfone 구조의 화합물(5)이 sulfide 구조의 화합물 (3과 4)보다 효소 억제력이 우수하게 나타났다.
78 μM으로 sulbactam과' clavulanic: acid 보다 우수하고, tazobactam과 유사한 효소억제력을 보였다. 화합물 3과 5의 IC₅₀는 각각 0.39 μM과 0.07 μM으로 tazobactam보다 각각 io배와 54배 강력한 효소억제력을 나타내었다. TEM 효소에 대해서 화합물 3의 IC₅₀는 0.
화합물 5와 병용할때, 27종의 내성균주 가운데 1종의 균주에서 sulbactam보다 우수한 병용효과를 보여주었고, 8종의 균주에서는 sulbactam과 유사한 병용효과를 보여주었다. 그리고, 화합물 4는 2종의 균주에서만 sulbactanml과 병용할때와 유사한 MIC를 보여주어서 병용효과가 낮게 나타났다.

참고문헌 (14)

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American national standards institute: Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria that grow Aerobically. 2nd. NCCLS Document M7-A2. 10, 1 (1990)

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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