식용식물자원으로부터 활성물질의 탐색-XIX. 사자발쑥(Artemisia princeps PAMPANINI, Sajabalssuk)의 전초로부터 저밀도 지질 단백질(LDL) 산화 억제물질의 분리 Development of Biologically Active Compounds from Edible Plant Sources-XIX. Isolation of Inhibitory Compound on LDL-Oxidation from the Aerial Parts of Sajabalssuk (Artemisia princeps PAMPANINI, Sajabalssuk)원문보기
사자발쑥의 전초를 80% MeOH 용액으로 추출하고, 얻어진 추출물을 EtOAc, n-BuOH 및 물로 용매 분획 하였다. 이 중 EtOAc 분획으로부터 silica gel과 octadecyl silica gel(ODS)column chromatography로 정제하여 2종의 phenylpropanoids 화합물을 분리하였다. 각 화합물의 화학구조는 NMR, MS 및 IR등의 스펙트럼 데이터를 해석하여 eugenol(1) 및 (-)-sesamin(2)으로 동정하였다. 이 화합물들은 사자발쑥에서 처음 분리되었다. Eugenol(1)은 LDL-항산화활성 억제활성이 40 ${\mu}g/ml$ 처리 농도에서 $87.8{\pm}1.0%$로 나타났다.
사자발쑥의 전초를 80% MeOH 용액으로 추출하고, 얻어진 추출물을 EtOAc, n-BuOH 및 물로 용매 분획 하였다. 이 중 EtOAc 분획으로부터 silica gel과 octadecyl silica gel(ODS)column chromatography로 정제하여 2종의 phenylpropanoids 화합물을 분리하였다. 각 화합물의 화학구조는 NMR, MS 및 IR등의 스펙트럼 데이터를 해석하여 eugenol(1) 및 (-)-sesamin(2)으로 동정하였다. 이 화합물들은 사자발쑥에서 처음 분리되었다. Eugenol(1)은 LDL-항산화활성 억제활성이 40 ${\mu}g/ml$ 처리 농도에서 $87.8{\pm}1.0%$로 나타났다.
Sajabalssuk (Artemisia princeps PAMPANINI) was extracted with 80% aqueous MeOH, and the concentrated extract was partitioned with EtOAc, n-BuOH and $H_{2}O$, successively. From the EtOAc fraction, two phenylpropanoids were isolated through the repeated silica gel and ODS column chromatogr...
Sajabalssuk (Artemisia princeps PAMPANINI) was extracted with 80% aqueous MeOH, and the concentrated extract was partitioned with EtOAc, n-BuOH and $H_{2}O$, successively. From the EtOAc fraction, two phenylpropanoids were isolated through the repeated silica gel and ODS column chromatographies. From the results of physico-chemical data including NMR, MS and IR, the chemical structures of the phenylpropanoids were determined as eugenol (1) and (-)-sesamin (2). They were the first to be isolated from Sajabalssuk (Artemisia princeps PAMPANINI, Sajabalssuk). Also, eugenol inhibited LDL-oxidation with the inhibitory activity of 87.8 ${\pm}$ 1.0% at a concentration of 40 ${\mu}g/ml$.
Sajabalssuk (Artemisia princeps PAMPANINI) was extracted with 80% aqueous MeOH, and the concentrated extract was partitioned with EtOAc, n-BuOH and $H_{2}O$, successively. From the EtOAc fraction, two phenylpropanoids were isolated through the repeated silica gel and ODS column chromatographies. From the results of physico-chemical data including NMR, MS and IR, the chemical structures of the phenylpropanoids were determined as eugenol (1) and (-)-sesamin (2). They were the first to be isolated from Sajabalssuk (Artemisia princeps PAMPANINI, Sajabalssuk). Also, eugenol inhibited LDL-oxidation with the inhibitory activity of 87.8 ${\pm}$ 1.0% at a concentration of 40 ${\mu}g/ml$.
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문제 정의
10) 따라서, LDL 자체의 상승을 억제하는 것도 중요하지만 혈중에서 산화되는 것을 억제하는 것이 동맥경화와 더불어 고혈압, 당뇨병 등 내분비, 순화계질환의 예방에 있어 매우 중요하다.11)저자 등은 천연자원으로부터 동맥경화, 고지혈증 예방 및 치료용 선도물질을 탐색하기 위하여 MeOH 추출물이 LDL 산화 억제활성을 보인 사자발쑥 전초로부터 활성물질을 분리하고자 하였다. 이번에 분리한 phenylpropanoid 화합물에 대하여, LDL 산화 억제 활성을 검색하였다.
princepse- 유사한 것으로 알려져 있다. 지금까지 약쑥 (A. asiatica, A. princeps)으로부터 다양한 성분들이 분리 보고되어 있지만, 강화지역에 자생하고 있는 사자발쑥으로부터는 cineole, camphor 및 borneol 등의 정유(靑油) 성분을 GC/MS로 분석한 결과와 flavonoideupatilin, jaceosidin, epiogenin, eupafolin과 β-sitosterol ergosterol peroxide, daucosterol, stigmasterol 등이 분리 · 보고 되어 있을 뿐이다3,4)본 연구에서 사자발쑥의 활성연구에 선행하여 본 식물의 식물 화학적 성분연구의 결과로 2종의 phetiylpropanoids화합물을 분리 동정 하였으며, 이 화합물들이 LDL-항산화 활성을 나타내었기에 보고하고자 한다.
제안 방법
2 Hz) signal이 관측되었다. 13C-NMR(100MHz, CDC13) spectrum으로부터 methoxy를 포함하여 10개의 탄소 signal만이 나타나고 있어 화합물 1은 phenylpropanoid화합물로 추정하였다. 3개의 olefine 4급 탄소(δ 146.
사자발쑥 전초의 용매 추출 및 분획. 3년간 건조 저장한 사자발쑥 선초 4 kg을 80% MeOH 수용액 (22l)에 24시간 담가서 실온에서 추출하였다. 추출물을 여과하고, 남은 것은 동일한 방법으로 1회 더 추출하였다.
EtOAc 분획으로부터 phenylpropanoid 분리. EtOAc 분획 (47 g)으로부터 silica gel column chromatography(c.c.)(Φ7 X 21 cm, n-hexane-EtOAc = 7 :1→5:1→3:1→1:1)를 실시하여 20개의 분획물(SJBSE-1 ~SJBSE-20)을 얻었다. 이 중에서 SJBSE-6(δ93 mg) 분획을- ODS c.
감압농축하여 3개의 분획을 얻었다. EtOAc 분획으로부터 silica gel과 ODS column chromatography로 정제하여 화합물 1 및 2를 분리하였다.
NMR 스펙트넘은 Virian Inova AS 400(Virian, California, USA)으로 측정하였고, IR spectrume Perkin model 599B (Perkin-Elmer, Massachusetts, USA)로 측정하였다. 녹는점은 FiδHer-John's Melting Point Apparatus(FiδHer Scientific, Miami, USA)로 측정하였으며, EI/MS는 JMS-700(JEOL, Tokyo, Japan) 를 사용하여 측정하였다.
녹는점은 FiδHer-John's Melting Point Apparatus(FiδHer Scientific, Miami, USA)로 측정하였으며, EI/MS는 JMS-700(JEOL, Tokyo, Japan) 를 사용하여 측정하였다. UV lamp는 Spectroline(Model ENF- 240 C/F, Spectronics Coiporation, New York, USA)을 사용하였으며, 비선광도는 Polarimeter P-1020(JASCO, Tokyo, Japan) 를 사용하여 측정하였다.
얻어진 MeOH 추출물을 물 (4l)과 ethyl acetate(EtOAc, 4/X2)로 분배 추출하였으며, 물층은 다시 n-butanol(n-BuOH, 4/X2)로 분배 추출하였다. 각층을 감압농축하여, EtOAc 분획 (47g, SJBSE), n-BuOH 분획 (107g, SJBSB)과 H20분획(45g, SJBSW)을 얻었다.
녹는점은 FiδHer-John's Melting Point Apparatus(FiδHer Scientific, Miami, USA)로 측정하였으며, EI/MS는 JMS-700(JEOL, Tokyo, Japan) 를 사용하여 측정하였다. UV lamp는 Spectroline(Model ENF- 240 C/F, Spectronics Coiporation, New York, USA)을 사용하였으며, 비선광도는 Polarimeter P-1020(JASCO, Tokyo, Japan) 를 사용하여 측정하였다.
(Φ3X9cm, MeOH-H, O = 2 : 1)로 정제하여 화합물 l(SJBSE-6-3, 12 mg)를 분리하였다. 또한 SJBSE-11(δ44 mg) 분획을 silica gel c.c.(Φ3 X8 cm, n- hexane-EtOAc = 5: 1)를 실시하여 10개의 분획물(SJBSE-11-1~ SJBSE-11-10)을 얻었다. 그 중에서 SJBSE-11-6(71 mg) 분획을 ODS c.
억제 활성 측정. 사람의 혈장으로부터 초원심분리기 (Beckman LB-70M Ultracentriliise)를 이용하여 LDL을 분리하였다. 5)혈액원에서 가져온 혈장에 0.
사자발쑥 전초로부터 얻어진 MeOH 추출물에 대하여 용매의 극성에 따라 EtOAc, m-BuOH 및 HQ로 순차 분획하고 각 분획은 감압농축하여 3개의 분획을 얻었다. EtOAc 분획으로부터 silica gel과 ODS column chromatography로 정제하여 화합물 1 및 2를 분리하였다.
얻어진 여액을 모두 합쳐 감압 농축하여 MeOH 추출물을 얻었다. 얻어진 MeOH 추출물을 물 (4l)과 ethyl acetate(EtOAc, 4/X2)로 분배 추출하였으며, 물층은 다시 n-butanol(n-BuOH, 4/X2)로 분배 추출하였다. 각층을 감압농축하여, EtOAc 분획 (47g, SJBSE), n-BuOH 분획 (107g, SJBSB)과 H20분획(45g, SJBSW)을 얻었다.
11)저자 등은 천연자원으로부터 동맥경화, 고지혈증 예방 및 치료용 선도물질을 탐색하기 위하여 MeOH 추출물이 LDL 산화 억제활성을 보인 사자발쑥 전초로부터 활성물질을 분리하고자 하였다. 이번에 분리한 phenylpropanoid 화합물에 대하여, LDL 산화 억제 활성을 검색하였다. 그 결과 eugenol(l)이 40 ㎍/m/ 처리 농도에서 LDL 산화를 87.
대상 데이터
13C-NMR(100MHz, CDC13) spectrum으로부터 methoxy를 포함하여 10개의 탄소 signal만이 나타나고 있어 화합물 1은 phenylpropanoid화합물로 추정하였다. 3개의 olefine 4급 탄소(δ 146.32, 143.79, 137.74), 4개의 olefine methine 탄소(δ 131.91, 121.11, 115.48, 114.19, 111.04), 1개의 methoxy(δ 55.98) 및 1개의 methylene 탄소(δ 39.99) signal이 관측 되었다. 따라서 화합물1은 benzene 고리에 1개의산소와 1개의 methoxy 가 결합하고 있는 12, 4-3 치환 phenylpropanoid임이 판명되었다.
시약 및 기기. Column chromatography용 silica gele Kiesel gel 60(Merck, Dannstadt, Germany)을 octadecyl silica(ODS) gele LiChroprep RP-18(Merck, Dannstadt, Germany)을 사용하였다. Tliin layer chromatography(이하 TLC라고 함)는 Kieselgel 60 F254와 RP-18 F254S를 사용하였고, 실험에 이용한모든 시약은 특급시약을 사용하였다.
Column chromatography용 silica gele Kiesel gel 60(Merck, Dannstadt, Germany)을 octadecyl silica(ODS) gele LiChroprep RP-18(Merck, Dannstadt, Germany)을 사용하였다. Tliin layer chromatography(이하 TLC라고 함)는 Kieselgel 60 F254와 RP-18 F254S를 사용하였고, 실험에 이용한모든 시약은 특급시약을 사용하였다.
이때 생성된 불포화 지방산의 산화물인 malondialdehyde를 thiobarbitimc acid reactive substances(TBARS) 방법으로 측정하여 시료의 항산화 활성을 조사하였다6) 양성대조군으로는 기존의 알려진 LDL-항산화제인 probucol을 Sigma Co. 로부터 구입하여 사용하였다. 사자발쑥 선초로부터 분리한 화합물에 대한 LDL- oxidation 활성 저해도는 다음과 같은 방법으로 계산하였다.
실험재료. 본 실험에 사용한 사자발쑥 선초는 2005년 10월 강화군 농업기술센터로부터 제공받았고 , 단국대학교 분자생물학과 피재호 박사가 동정하였으며, 표본시료(KHU-051020)는 경희대학교 생명공학원 천연물화학실에 보관되어 있다.
성능/효과
13C- NMR(100 MHz, CD3OD) spectruir에서도 dioxymethyene을 포함하여 10개의 탄소 갯수가 보이지만 분자량 354로부터 phenylpropanoid 2분자가 대칭적으로 산화축합한 lignan 화합물임을 추측할 수 있었다. 124-3치환 benzene에서 유래한 대칭적인 6개의 olefine quaternary carbon [8C 148.07(s), 14721(s), 135.15(s)] 및 6개의 olefine methine [& 119.51(d), 108.36(d), 106.66(d)]과 2개의 dioxymethylene [8C 10125(t)] signal이 확인되었다. 또한 2개의 oxygenated methineQc 85.
02(H, m)] signal이 확인 되어 phenylpropanoid화합물로 추정 하였다. 13C- NMR(100 MHz, CD3OD) spectruir에서도 dioxymethyene을 포함하여 10개의 탄소 갯수가 보이지만 분자량 354로부터 phenylpropanoid 2분자가 대칭적으로 산화축합한 lignan 화합물임을 추측할 수 있었다. 124-3치환 benzene에서 유래한 대칭적인 6개의 olefine quaternary carbon [8C 148.
H2SO4S 분무, 건조 및 가열 하였을 경우 회색으로 발색되었다. IR 스펙트럼으로부터, 수산기(3500 cm-1) 및 Olefine(1630cmT)의 흡수 band가 확인되었으며, EI/MS로부터 m/z 164 [M]+의 분자 이온 peak가 관찰되었다. g-NMR(400MHz, CDC13) spectrum에서는 5 6.
이번에 분리한 phenylpropanoid 화합물에 대하여, LDL 산화 억제 활성을 검색하였다. 그 결과 eugenol(l)이 40 ㎍/m/ 처리 농도에서 LDL 산화를 87.8±1.0%을 저해 하는 것으로 나타났으며, 양성대조군으로 널리 사용되는 probucol(78.1±2.8%) 보다 억제 활성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 이 번에 사자발쑥 전초에서 분리한 phenylpropanoid 화합물은 향후 항동맥경화 예방 및 치료제개발 가능성이 있음을 확인하였다.
57) signal이 관측되었다. 따라서 이와 같은 date를 종합분석한 결과, 화합물 2는 검은깨로부터 분리 보고된 바 있는(-)-sesamin 으로 구조를 동정하였다.9)위에서 분리한 2가지 화합물 eugenol 과(-)-sesamine 사자발쑥에서는 이번에 처음으로 분리, 동정 되었다.
혈중 지질상태 개선 측면에서 LDL-콜레스테롤 수준의 증가가 동맥경화에 있어 제1의 위험인자이다. 따라서, LDL-콜레스테롤 중성지방의 농도가 저하되는 것이 바람직하며, 더불어 LDL-콜레스테롤이 산화되어 foam cell로 전화될 때, 혈관내 plaque형성이 가속화되어 고혈압은 물론 동맥경화 등을 일으키는 것으로 알려졌다.10) 따라서, LDL 자체의 상승을 억제하는 것도 중요하지만 혈중에서 산화되는 것을 억제하는 것이 동맥경화와 더불어 고혈압, 당뇨병 등 내분비, 순화계질환의 예방에 있어 매우 중요하다.
사자발쑥은 약쑥(Artemisia asiatica 또는 A. princeps)과 유사한 것으로 알려져 있으며 최근 단국대학교의 피재호 박사는 서해안 일대에 자생하는 180여종의 약쑥과 사자발쑥의 유전자 배열 차이와 외부형태적인 특성, 즉 생육초기, 중기 및 개화기 등의 특성 차이를 비교하여 사자발쑥이 약쑥과는 생물학적으로 상이하다는 것을 입증하였다가
따라서 화합물1은 benzene 고리에 1개의산소와 1개의 methoxy 가 결합하고 있는 12, 4-3 치환 phenylpropanoid임이 판명되었다. 이상의 결과를 문헌값8)과 비교하여 화합물 1은 l-allyl-4-hydroxy-3-methoxybezene(eugenol) 로 구조를 동정하였다.
후속연구
8%) 보다 억제 활성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 이 번에 사자발쑥 전초에서 분리한 phenylpropanoid 화합물은 향후 항동맥경화 예방 및 치료제개발 가능성이 있음을 확인하였다.
있다. 앞으로 이들 화합물들에 대한 다양한 생리적 및 약리적 활성을 검토함으로써 건강기능성 식품 또는 의약품의 소재로서의 충분한 가치가 있다고 여겨지며, 추후 이의 활용과 관련된 연구가 활발히 추진될 것으로 기대된다.
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