[국내논문]산국의 잎과 줄기에서 ACAT 저해활성을 가지는 Guaianolides의 분리 Isolation of Guaianolides with ACAT Inhibitory Activity from the Leaves and Stems of Chrysanthemum boreale Makino원문보기
Acyltransferase (AT) catalyzes the transfer of an acyl moiety from acyl-coenzyme A (acyl-CoA) to an acceptor. ATs play important roles in the maintenance of homeostasis in the human body and have been linked to various diseases; therefore, several ATs have been proposed as potential targets for the ...
Acyltransferase (AT) catalyzes the transfer of an acyl moiety from acyl-coenzyme A (acyl-CoA) to an acceptor. ATs play important roles in the maintenance of homeostasis in the human body and have been linked to various diseases; therefore, several ATs have been proposed as potential targets for the treatment or prevention of such diseases. The AT family includes acyl-CoA:cholesterol AT (ACAT), diacylglycerol AT, and monoacylglycerol AT for the metabolism of lipids. Furthermore, recent molecular biological studies revealed the existence of their isozymes with distinct functions in the body. ACAT plays a critical role in the formation of cholesteryl esters from cholesterol and fatty acids, and is a potential target for treating hypercholesterolemia. During an experiment designed to discover biologically active compounds from herbal medicines, we isolated two known guaianolide sesquiterpene lactones from Chrysanthemum boreale Makino (Compositae). The lactones were characterized from their spectroscopic data (NMR, IR, MASS). These compounds were subjected to ACAT inhibition assay. Here, we report the isolation and structural elucidation of the compounds 8-o-acetyl-2-methoxy-10-hydroxy-3,11(13)-guaiadiene-12,6-olide and 8-acetyl-3,10-hydroxy-4(15),11(13)-guaiadiene-12,6-olide. In the ACAT inhibition assay, compound 1 showed strong inhibitory activity, with an $IC_{50}$ value $45{\mu}g/mL$, whereas compound 2 did not exhibit significant inhibitory activity with an over $100{\mu}g/mL$.
Acyltransferase (AT) catalyzes the transfer of an acyl moiety from acyl-coenzyme A (acyl-CoA) to an acceptor. ATs play important roles in the maintenance of homeostasis in the human body and have been linked to various diseases; therefore, several ATs have been proposed as potential targets for the treatment or prevention of such diseases. The AT family includes acyl-CoA:cholesterol AT (ACAT), diacylglycerol AT, and monoacylglycerol AT for the metabolism of lipids. Furthermore, recent molecular biological studies revealed the existence of their isozymes with distinct functions in the body. ACAT plays a critical role in the formation of cholesteryl esters from cholesterol and fatty acids, and is a potential target for treating hypercholesterolemia. During an experiment designed to discover biologically active compounds from herbal medicines, we isolated two known guaianolide sesquiterpene lactones from Chrysanthemum boreale Makino (Compositae). The lactones were characterized from their spectroscopic data (NMR, IR, MASS). These compounds were subjected to ACAT inhibition assay. Here, we report the isolation and structural elucidation of the compounds 8-o-acetyl-2-methoxy-10-hydroxy-3,11(13)-guaiadiene-12,6-olide and 8-acetyl-3,10-hydroxy-4(15),11(13)-guaiadiene-12,6-olide. In the ACAT inhibition assay, compound 1 showed strong inhibitory activity, with an $IC_{50}$ value $45{\mu}g/mL$, whereas compound 2 did not exhibit significant inhibitory activity with an over $100{\mu}g/mL$.
따라서 본 연구에서는 생리활성을 가지는 새로운 식물자원으로부터 유효성분을 발굴하기 위한 기초연구로, 국내에 자생하는 야생식물에 대한 세포독성과 항균성검색을 실시하고, 그 결과 비교적 강한 활성을 보여준 식물체 중에서 예로부터 한의학적 처방과 민간요법으로 많이 사용하고 있는 산국(Chrysanthemum boreale M.)의 잎과 줄기에서 ACAT 저해활성을 갖는 두 종류의 sesquiterpene lactone을 분리하여 저해활성을 연구하고자 한다.
제안 방법
부분 정제한 rat liver microsome을 ACAT 효소원으로 하여 반응속도, pH, 반응시간, 사용가능한 유기용매, 효소의 량, 기질농도에 대한 영향을 검토하여 최적 효소반응조건을 확립하여 ACAT의 활성을 측정하였다. 각 조건 및 인자에 따른 효소활성 측정 방법은 먼저 아세톤에 용해시킨 cholesterol과 Triton WR-1339를 물에 현탁시켜 아세톤은 질소가스로 제거하여 0.
인근 야산에 널리 분포하여 자생하고 있는 산국에서 2종류의 생리활성 물질을 분리하여 IR, Mass, NMR등과 같은 분광기기를 이용하여 구조를 규명하고 ACAT 저해활성과 같은 생물학적 활성실험을 행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
본 실험에서 사용한 산국(Chrysanthemum boreale M.)의 메탄올 추출물은 국가지정 대구한의대학교 향장소재은행에서 분양받아 사용하였다. 산국(Chrysanthemum boreale M.
)의 메탄올 추출물은 국가지정 대구한의대학교 향장소재은행에서 분양받아 사용하였다. 산국(Chrysanthemum boreale M.)은 경상북도 영천시 유곡동 일대에서 2015년 10월 15일부터 25일까지 4차례에 걸쳐서 3 kg (dry weight)을 자생지에서 채집하였으며, 클로로포름을 사용하여 추출하였다. 추출 방법으로는 산국의 꽃을 제외한 전초 3 kg을 상온에서 클로로포름 40 L로 3회 반복하여 추출한 후 rotary evaporator로 감압, 농축하여 용매를 완전히 제거한 후 -20℃에 보관하면서 유효성분의 분리에 이용하였다.
이론/모형
Sliskovic의 보고에 의하면 고지혈증 예방과 치료에 효과가 있고, 특히 동맥경화의 발생기작에 관련되어 있는 새로운 작용기작을 갖는 고지혈증 치료제 개발의 일환으로 ACAT 저해제의 개발이 추천되고 있는데, ACAT는 콜레스테롤의 에스테르화에 관여하여 소장에서 콜레스테롤의 흡수, 간장에서 Very Low Density Lipoprotein (VLDL)의 합성, 지방세포와 혈관내벽에 콜레스테롤에스테르의 축적에 관여하는 효소로 알려져 있다(Sliskovic and White, 1991). 따라서, 본 연구에서는 분리된 sesquiterpene lactone에 대한 고지혈증 치료제로서의 개발 가능성을 조사하기위해 ACAT 저해제 탐색법을 이용하였다(Kim, 1996).
성능/효과
1. 산국의 잎과 줄기에서 분리한 2가지 화합물 1과 2에 대한 구조동정 결과, 모두 α-exomethylene-γ-lactone moiety를 가지고 있는 sesquiterpene lactone인 것으로 밝혀졌다.
3. 산국의 잎과 줄기에서 분리한 2가지 화합물 1과 2에 대한 ACAT 저해활성 실험 결과 화합물 1(IC50=38 μg/mL)은 비교적 강한 활성을 보였으나, 화합물2는 100 μg/mL의 농도에서 활성을 나타내지 않았다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
산국의 특징은 무엇인가?
산국(Chrysanthemum boreale M.)은 국화과에 속하는 야생국화로서 한방에서 주로 두통, 제풍열, 청혈해독 등에 사용되고 있는 다년생 초본으로서 10-11월에 걸쳐 전국의 야산에서 약 1-1.5 cm 크기의 노란색 꽃을 피우며, 일명 야국이라고도 한다. 산국의 분포는 우리나라 전역에 야생하며, 지리적으로 일본, 대만, 중국까지 분포한다.
Acyl-CoA는 무엇인가?
Acyl-CoA: cholesterol acyltransferase (ACAT) free cholesterol을 cholesteryl ester로 전환시키는 효소로서 ACAT1, ACAT2 두 개의 isoform으로 존재한다. ACAT1은 대식세포에서 foam cell을 형성하는데 주로 작용하고, ACAT2는 소장에서 cholesterol의 흡수를 조절 하는 것으로 알려져 있다.
산국에서 2종류의 생리활성 물질을 분리하여 구조를 규명하고, 생물학적 활성실험을 행한 결론은 무엇인가?
1. 산국의 잎과 줄기에서 분리한 2가지 화합물 1과 2에 대한 구조동정 결과, 모두 α-exomethylene-γ-lactone moiety를 가지고 있는 sesquiterpene lactone인 것으로 밝혀졌다.
2. 화합물 1은 8-o-acetyl-2-methoxy 10 hydroxy3, 11(13)-guaiadiene-12,6-olide로 동정되었고 화합물 2는 8-acetyl-3,10-hydroxy-4(15),11(13)-guaiadiene-12, 6-olide로 동정되었다.
3. 산국의 잎과 줄기에서 분리한 2가지 화합물 1과 2에 대한 ACAT 저해활성 실험 결과 화합물 1(IC50=38 μg/mL)은 비교적 강한 활성을 보였으나, 화합물2는 100 μg/mL의 농도에서 활성을 나타내지 않았다.
4. 문헌조사 결과, 위 화합물들은 산국의 잎과 줄기에서는 처음으로 보고되는 것이다.
참고문헌 (13)
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Sliskovic, D. R., White, A. D., 1991, Therapeutic potential of ACAT inhibitors as lipid lowering and antiatherosclerotic agents, Trends in Pharmacol. Sci., 12, 194-199.
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