[논문]괴불나무(Lonicera maackii) 줄기의 성분

안계영; 정승우; 조희찬; 박진영; 김명조; 김현표; 양희정; 전완주; 권용수

괴불나무(Lonicera maackii) 줄기의 성분
Phytochemical Constituents of Lonicera maackii Stems 원문보기

생약학회지, v.49 no.2, 2018년, pp.103 - 107

안계영 (강원대학교 약학대학) , 정승우 (강원대학교 약학대학) , 조희찬 (강원대학교 약학대학) , 박진영 (강원대학교 약학대학) , 김명조 (강원대학교 농업생명과학대학) , 김현표 (강원대학교 약학대학) , 양희정 (강원대학교 약학대학) , 전완주 (강원대학교 의학전문대학원) , 권용수 (강원대학교 약학대학)

Abstract ▼ AI-Helper

Two phenylpropanoids, three caffeoylquinic acid deravatives and an iridoid were isolated from the stem of Lonicera macckii. On the basis of physico-chemical data, these compounds were identified as caffeic acid methyl ester(1), 5-caffeoylquinic acid n-butyl ester(2), methyl 3,4-dicaffeoyl quinate(3), 3,5-dicaffeoyl quinic acid n-butyl ester(4), loganin (5) and caffeic acid(6). All compounds were isolated for the first time from the stem of this plant.

주제어

표/그림 (1)

그림 Fig. 1. The structures of 1-6 from Lonicera maackii stem.

AI 본문요약
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문제 정의

한편, 우리나라에 자생하고 있는 Lonicera속 식물 중 그 줄기를 약용하는 것은 인동(Lonicera japonica)의 줄기를 인동등(忍冬藤)이라 하여 청열, 해열, 통경락의 효능이 있어 온병발열, 열독혈리, 간염, 근골동통을 치료한다.²⁾ 이러한 점에 착안하여 저자 등은 괴불나무 줄기의 성분을 밝혀 약용자원으로의 사용가능성을 알아보기 위하여 연구에 착수하였으며, 그 결과 괴불나무 줄기 MeOH 추출물의 n-BuOH 가용성 분획으로부터 6종의 화합물을 분리하고 그 구조를 밝혔기에 이를 보고하고자 한다.
얻어진 MeOH 엑스를 증류수에 현탁시키고 n-hexane, CHCl₃ 및 n-BuOH을 사용하여 순차적으로 분획한 후 농축시켜 n-hexane 가용성 분획 10 g, CHCl₃가용성 분획 16 g 및 n-BuOH 가용성 분획 74 g을 얻었다. 이들 가용성 분획 중 양이 가장 많은 n-BuOH가용성 분획을 대상으로 성분을 분리하기 위하여 실험에 착수하였다. n-BuOH 가용성 분획 70 g을 silica gel(Kieselgel60 63-200 µm, 1 kg) column(15×50 cm)을 이용하여 CHCl₃:MeOH:H₂O=3:1:0.

제안 방법

MPLC는 Büchi사의 Büchi 682 chromatography pump system을 이용하여 실시하였으며, column chromatography 용 충진제는 Merck사의 Kieselgel 60 63-200 µm와 40-63 µm를 사용하거나 YMC사의 YMC gel ODS-A, 150 µm을 이용하였다.
¹H 및 ¹³C-NMR은Bruker사의 AVANCE 600 및 JOEL사의 JNM-ECZ400S를이용하여 측정하였다. Mass spectra는 AB Sciex사의 API 3200 LC/MS/MS systme을 이용하여 측정하였다. Flash column chromatograhpy는 Teledyne Isco사의 CombiFlash^®Retrieve^TM를 이용하였고 column은 RediSep^®을 이용하였다.
n-BuOH 가용성 분획 70 g을 silica gel(Kieselgel60 63-200 µm, 1 kg) column(15×50 cm)을 이용하여 CHCl3:MeOH:H2O=3:1:0.1을 용매로 순차적으로 용출시킨 후 TLC 분석을 실시, 6개의 분획으로 나누었다(LMA~LMF).
괴불나무(Lonicera maackii) 줄기에 함유된 성분을 분리,구조를 동정하여 괴불나무가 약용자원으로 사용될 수 있는지 알아보기 위하여 연구에 착수하고 각종 column chromatography를 사용하여 6종의 화합물을 분리하고 다양한 NMR 분석 기법 등을 이용하여 그 구조를 caffeic acid methyl ester(1), 5-O-caffeoylquinic acid butyl ester(2), methyl 3,4-dicaffeoyl quinate(3), 3, 5-dicaffeoylquinic aicd butyl ester(4), loganin(5) 및 caffeic acid(6)로 각각 동정하였다. 분리된 화합물의 다양한 활성이 보고된 것으로부터 괴불나무의 줄기는 다양한 활성을 가지는 자원식물로서의 이용가치가 충분하다고 사료된다.
분획 LMD(12.8 g)을 ODS(YMC gel ODS-A, 150 µm, 350 g) MPLCcolumn(5×50 cm)을 이용하여 MeOH:H2O=30:70을 용매로 일정하게 용출시켜 4개의 소분획(LMD-1~LMD4)으로 나누었다.
분획LBC(11.5 g)을 대상으로 Benzene:EtOAc:MeOH=6:3:1을 용매로 silica gel(Kieselgel 60 63-200 µm, 400 g) MPLCcolumn(5×50 cm) chromatography를 실시하고 5개의 소분획(LMC-1~LMC-5)으로 나누었다.
소분획 LBC-2(2.0 g)에 대하여 MeOH:H2O=60:40을 용매로 flash column(RediSep®, ODS 130 g) chromatography를 실시하여 다시 7개의 소분획(LMC-2-1~LMC-2-7)으로 나누었다.
이 중 소분획 LMD-2(4.3 g)을 대상으로 EtOAc:MeOH=9:1을 용매로 silica gel(RediSep®, 80 g) flash columnchromatography를 실시하고 4개의 소분획(LMD-2-1~LMD-2-4)으로 나누었으며, 이 중 소분획 LMD2-2을 농축하여 화합물 5(580 mg)을 얻었다.
이상의 결과를 문헌^13,14)과 비교하여 화합물 4는 3, 5-dicaffeoylquinic aicd butyl ester로 동정하였으며 이 화합물의 활성연구는 찾을 수 없었으나 오등¹⁵⁾이 이성체인 3,5-di-O-caffeoyl epi-quinic acid n-butyl ester의 항산화 활성을 보고한 바 있다. 화합물 5와 6은 얻어진 spectral data와 문헌^16,17)을 비교하여 각각 loganin과 caffeic acid로 동정하였다. loganin은 매우 다양한 활성연구가 이루어지고 있으며 최근, acetylcholinesterase inhibitoryacitivity^,18) 신경보호효과¹⁹⁾ 등이 보고되었으며, caffeic acid도 다양한 활성연구가 보고되었으며, 최근에 발표된 활성을 살펴보면 항암활성,²¹⁾ 항염증활성,²²⁾ 항균활성,²³⁾ 항산화활성²⁴⁾ 등이 보고되었다.

대상 데이터

1H 및 ¹³C-NMR은Bruker사의 AVANCE 600 및 JOEL사의 JNM-ECZ400S를이용하여 측정하였다. Mass spectra는 AB Sciex사의 API 3200 LC/MS/MS systme을 이용하여 측정하였다.
MPLC는 Büchi사의 Büchi 682 chromatography pump system을 이용하여 실시하였으며, column chromatography 용 충진제는 Merck사의 Kieselgel 60 63-200 µm와 40-63 µm를 사용하거나 YMC사의 YMC gel ODS-A, 150 µm을 이용하였다. Sephadex LH20은 Amersham Biosciences사의 것을 사용하였다. TLC plate는 Merck사의 precoated Kieselgel 60 F254s(layer thickness 0.
TLC plate는 Merck사의 precoated Kieselgel 60 F254s(layer thickness 0.25 mm, 20×20 cm,Merck Art. No. 5715), RP-18 F254s를 사용하였다.
실험재료 − 실험에 사용한 괴불나무(Lonicera macckii) 줄기는 2014년 8월 삼악산에서 채집하여 강원대학교 약학대학 권용수 교수가 감정하여 음건하고 세절하여 실험에 사용하였으며, 확증표본(KNUPH–S–14-01)은 강원대학교 약학대학 생약학 연구실에 보관 중이다.

이론/모형

기기 및 시약 − 선광도는 JASCO사의 DIP-2000 digital polarimeter를 이용하여 측정하였다.

성능/효과

HMBC spectrum을 보면 1H-NMR의 δ 3.71에서 나타나는 OCH3의 signla이 13C-NMR spectrum의 δ 175.32에서 나타나는 signal과 correlation되어 나타나므로 quinic acid의COOH가 COOCH3로 methyl ester화 되어 있음을 알 수 있었고, 두 개의 caffeoyl기의 치환위치는 1H-1 H COSY spectrum을 이용하여 qunic acid의 위치를 결정한 후, 이 결과를 HMBC spectrum과 비교하여 qunic acid의 3번과 4번 위치에 caffeoyl기가 치환되어 있음을 확인하였으며, 이를 문헌11)과 비교하여 화합물 3을 methyl 3, 4-dicaffeoylquinate로 동정하였다.
n-butyl기의 치환위치는HMBC specutrum을 보면 δ 4.08과 4.04에서 나타나는 H-8에 의한 multiplet signal들이 δ 175.35에서 나타나는 quinicacid의 carboxyl C=O와 correlation하므로 n-butyl기의 치환 위치를 확인할 수 있었고, 1H-1 H COSY sepctrum을 통하여 δ 5.41에서 3번의 proton이 J=3.6, 7.8 Hz의 double triplet,5.31에서 5번의 proton이 multiplet 그리고 3.99에서 4번의 proton이 J=3.1, 6.2 Hz의 double doublet으로 나타나므로 두 개의 caffeoyl기는 quinic acid의 3번과 5번에 각각 치환되어 있음을 알 수 있었다.
또한, δ 5.54에서 나타나는 double doublet(1H, J=7.3, 12.4 Hz), 5.11에서 나타나는 double doublet(1H,J=3.0, 8.0 Hz), 4.34에서 나타나는 double triplet(1H, J=3.1,6.0 Hz), 2.32에서 나타나는 double doublet(1H, J=3.1, 13.9Hz), 2.25에서 나타나는 multiplet(2H, m) 및 2.08에서 나타나는 double doublet(1H, J=6.3, 13.9 Hz)로부터 두 곳에caffeoyl기가 치환된 quinic acid가 존재하는 것을 알 수 있었다.
이들 signal들은 HSQC spectrum을 이용하여 확인한 결과 13C-NMRsepctrum의 δ 66.61, 31.69, 20.20 및 14.14에서 나타나는 signal들과 correlation하므로 이는 화합물 2에서 확인하였던 것과 같은 n-butyl기가 치환되어 있음을 알 수 있었다.
14에서 나타나는 signal들과 correlation하므로 이는 화합물 2에서 확인하였던 것과 같은 n-butyl기가 치환되어 있음을 알 수 있었다. 이상의 사실로부터 이 화합물은 quinic acid에 두 개의 caffeoyl기와 한 개의 n-butyl기가 치환되어 있는 화합물임을 알 수 있었으며, 이들 치환기의 치환위치는 ¹H-¹ H COSY sepctrum,HMBC spectrum 등을 이용하였다. n-butyl기의 치환위치는HMBC specutrum을 보면 δ 4.
화합물 2의 1H-NMR sepctrum을 보면 δ 7.52와 6.20에서 J=15.8 Hz로 나타나는 trans olefinic proton, δ 7.03의 doublet(1H, J=2.0 Hz), 6.94의 double doublet(1H, J=2.0,8.1 Hz) 및 6.77의 doublet(1H, J=8.1 Hz)으로부터 이 화합물에는 한 개의 caffeoyl기가 존재함을 알 수 있었고, δ 5.26의 double doublet(1H, J=6.7, 12.4 Hz), 4.13의 multiplet, 3.72의 double doublet(1H, J=3.2, 7.3 Hz), 2.21의 double doublet(1H, J=3.4, 13.4 Hz), 2.15의 multiplet 및 1.99의 double doublet(1H, J=7.0, 13.4 Hz)들은 quinic acid에 의해 나타난 signal임을 알 수 있었다.
화합물 4의 1H-NMR spectrum을 화합물 3의 그것과 비교하여 보았을 때 두 개의 caffeoyl기가 존재하는 것을 알 수 있었고, 한 개의 methoxyl기가 나타나지 않는 대신 δ 4.08과 4.04에서 나타나는 multiplet, 1.59에서 나타나는 multiplet, 1.31에서 나타나는 multiplet 및 0.86에서 나타나는 J=7.5 Hz의 triplet이 나타났다.

후속연구

괴불나무(Lonicera maackii) 줄기에 함유된 성분을 분리,구조를 동정하여 괴불나무가 약용자원으로 사용될 수 있는지 알아보기 위하여 연구에 착수하고 각종 column chromatography를 사용하여 6종의 화합물을 분리하고 다양한 NMR 분석 기법 등을 이용하여 그 구조를 caffeic acid methyl ester(1), 5-O-caffeoylquinic acid butyl ester(2), methyl 3,4-dicaffeoyl quinate(3), 3, 5-dicaffeoylquinic aicd butyl ester(4), loganin(5) 및 caffeic acid(6)로 각각 동정하였다. 분리된 화합물의 다양한 활성이 보고된 것으로부터 괴불나무의 줄기는 다양한 활성을 가지는 자원식물로서의 이용가치가 충분하다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	괴불나무의 성분은 무엇인가?	괴불나무(Lonicera maackii)는 인동과(Caprifoliaceae)에 속하고 우리나라, 중국, 일본 등에 분포하는 낙엽활엽 관목으로 그 꽃봉오리, 잎 등을 금은인동(金銀忍冬)이라 하여 감기의 치료에 이용되고 있다.1-3) 괴불나무의 성분으로는flavonoids, iridoids, caffeoyl quinic acids 및 phytosterols등이 보고되었으며, 최근 저자 등은 국내에 자생하는 괴불나무 잎으로부터 secoiridoid 배당체, flavonoid 배당체 등 5종의 화합물을 분리, 보고한 바 있다.4) 이와 같이 괴불나무의 잎과 꽃 등은 약용될 뿐 아니라 성분연구도 이루어지고 있는데 반하여 괴불나무 줄기의 성분에 관한 연구는 찾아보지 못하였다.
	괴불나무의 특징은 무엇인가?	괴불나무(Lonicera maackii)는 인동과(Caprifoliaceae)에 속하고 우리나라, 중국, 일본 등에 분포하는 낙엽활엽 관목으로 그 꽃봉오리, 잎 등을 금은인동(金銀忍冬)이라 하여 감기의 치료에 이용되고 있다.1-3) 괴불나무의 성분으로는flavonoids, iridoids, caffeoyl quinic acids 및 phytosterols등이 보고되었으며, 최근 저자 등은 국내에 자생하는 괴불나무 잎으로부터 secoiridoid 배당체, flavonoid 배당체 등 5종의 화합물을 분리, 보고한 바 있다.
	괴불나무 줄기 성분에대한 연구의 필요한 이유가 무엇인가?	4) 이와 같이 괴불나무의 잎과 꽃 등은 약용될 뿐 아니라 성분연구도 이루어지고 있는데 반하여 괴불나무 줄기의 성분에 관한 연구는 찾아보지 못하였다. 한편, 우리나라에 자생하고 있는 Lonicera속식물 중 그 줄기를 약용하는 것은 인동(Lonicera japonica)의 줄기를 인동등(忍冬藤)이라 하여 청열, 해열, 통경락의 효능이 있어 온병발열, 열독혈리, 간염, 근골동통을 치료한다.2) 이러한 점에 착안하여 저자 등은 괴불나무 줄기의 성분을 밝혀 약용자원으로의 사용가능성을 알아보기 위하여 연구에 착수하였으며, 그 결과 괴불나무 줄기 MeOH 추출물의 n-BuOH 가용성 분획으로부터 6종의 화합물을 분리하고 그 구조를 밝혔기에 이를 보고하고자 한다.

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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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