초록 ▼

Cholesterol은 세포와 세포막을 구성하는 주요 성분으로서, steroid hormone과 vitamin D 합성의 전구체 및 bile acid의 원료가 되는 등 생체에서 중요한 역할을 담당하는 물질이나 그 양이 과다하게 되면 동맥경화의 원인이 되며 심혈관 질환을 일으키게 됨. Cholesterol은 대부분 간세포로부터 mevalenate pathway를 통하여 생성되므로 cholesterol의 생합성을 억제하는 약물, 특히 생합성 초기단계에서 HMG-CoA reductase의 작용을 저해하는 stalin계 약물이 고지혈증 치

Cholesterol은 세포와 세포막을 구성하는 주요 성분으로서, steroid hormone과 vitamin D 합성의 전구체 및 bile acid의 원료가 되는 등 생체에서 중요한 역할을 담당하는 물질이나 그 양이 과다하게 되면 동맥경화의 원인이 되며 심혈관 질환을 일으키게 됨. Cholesterol은 대부분 간세포로부터 mevalenate pathway를 통하여 생성되므로 cholesterol의 생합성을 억제하는 약물, 특히 생합성 초기단계에서 HMG-CoA reductase의 작용을 저해하는 stalin계 약물이 고지혈증 치료제로서 사용되고 있음. 그러나 이 효소는 cholesterol 합성에만 연관된 효소가 아니므로 이 효소의 저해는 dolichol, isopentenyl adenosine 및 ubiquinone 등 생체기능에 필수적인 다른 화합물의 생성물 저해하여 부작용을 초래할 수 있음. 이를 방지하기 위하여 cholesterol 합성 과정의 후기단계에 작용하는 cholesterol 생합성 저해제의 필요성이 대두됨. 이에 cholesterol 생합성 경로 중 후기단계를 저해하는 신규 고지혈증 치료제를 개발하고자, 사람의 간세포를 사용하는 in vitro 실험계를 이용하여 미생물 균주 배양액의 추출물로부터 얻어지는 미생물의 제2차 대사산물로부터 새로운 콜레스테롤 생합성 저해 후보물질을 찾고자 함. 즉, 인체의 혈중에 과다하게 존재하여 고지혈증을 유발하는 주된 원인물질인 콜레스테롤이 생합성되는 경로 중 후기단계에 속하는 lanosterol 이후의 생합성과정을 저해하는 물질을 분리하고, 생합성 저해단게를 추정하여 그 실체를 규명함. 70 여종 미생물의 ethyl acetate(EtOAc) 추출물에 대하며 cholesterol 생합성 저해 효과를 사람 간세포인 Chang liver cell을 이용하여 검색한 결과, 9종의 미생물이 유의성 있는 활성을 나타내었으며, 그 중 Hormoconis resinae (Ciadosporium resinae), Rhizopus oryzae, Trichophyton mentagrophytes 등 3종의 미생물을 선택하여 세부적인 연구를 수행하였음. 각각의 미생물 추출물에 대하여 bioactivity-guided fractionation을 바탕으로 각종 column chromatography를 수행하여 3종의 cholesterol 생합성 저해물질을 분리하였으며, NMR, UV, IR 및 MS 등의 여러 기기 분석을 통하여 그 화학구조를 규명한 바, 각각 3${\beta}$-hydroxy-1,11-dioxo-ergosta-8,24(28)-diene-4${\alpha}$-carboxylic acid, cholic acid 및 methyl cholate로 판명되었으며, 특히 3${\beta}$-hydroxy-1,11-dioxo-ergosta-8,24(28)-diene-4${\alpha}$-carboxylic acid는 기존에 알려져 있지 않은 새로운 물질로 판명됨. 위의 화합물에 대한 cholesterol 생합성 저해능을 assay계에서 평가한 결과, lanosterol 이후 단계에서 유의성 있는 활성을 보였으며 이는 cholesterol과의 구조적 유사성에 의한 생합성 저해로 추정됨.

Abstract ▼

Cholesterol is a major sterol in all the animal tissues and synthesized from isoprene units in the liver. Although it is the important precursor of specific biological products including bile acids, steroid hormones and vitamin D, high blood cholesterol levels are major risk factors of coronary hear

Cholesterol is a major sterol in all the animal tissues and synthesized from isoprene units in the liver. Although it is the important precursor of specific biological products including bile acids, steroid hormones and vitamin D, high blood cholesterol levels are major risk factors of coronary heart disease. Among various strategies for lowering the blood cholesterol level, the hydroxymethylglutaryl-CoA (HMG-CoA) reductase inhibitior is one of the most effective and widely used hypolipemics. The target enzyme, HMG-CoA reductase, is a rate-limiting enzyme that controls the level of mevalonate at the earlier stage of cholesterol biosynthesis. However, since mevalonate is also the precursor other metabolites, e.g. dolichol, isopentenyl adenosine and ubiquinone etc., that are essential for the proper functioning of the human body, the effect of reducing the mevalonate level by HMG-CoA reductase inhibitors is not restricted to cholesterol synthesis. In this regard, much interest has been shown in the development of more specific inhibitors, which exert inhibition at the later stages of the cholesterol biosynthetic pathway. Recently, we have established a modified in vitro assay system to screen cholesterol biosynthesis inhibitors using human Chang liver cell. To develop novel cholesterol biosynthesis inhibitors from natural products, total of 70 species of microorganisms was screened using the assay system. Among them, the EtOAc extract of Hormoconis resinae (Cladosporium resinae), Rhizopus oryzae and Trichophyton mentagrophytes showed significant inhibiting activity. Bioactivity-guided fractionation of the extracts led to the isolation of three steroidal analogues, a novel ergostane-type steroid, 3${\beta}$-hydroxy-1,11-dioxo-ergosta-8,24(28)-diene-4${\alpha}$-carboxylic acid, and two known cholane-type steroids, cholic acid and methyl cholate, as inhibitors of cholesterol biosynthesis, which inhibited specifically the conversion of lanosterol into cholesterol, which is different from mevastatin, a commercially available HMG-CoA reductase inhibitor.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 목차...3
• I. 연구개발결과 요약문...4
• (한글) 천연물로부터 고지혈증 치료제의 개발연구...4
• (영문) Development of Anti-hyperlipidemic Agents from Natural Products...5
• II. 총괄연구개발과제 연구결과...6
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...6
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...7
• (1) Cholesterol 생합성 저해활성을 나타낸 미생물균주...7
• (2) 미생물 2차 대사산불의 생산 및 추출...9
• 1) 미생물 및 배지...9
• 2) 미생물의 배양...9
• 3) 미생물 2차 대사산물의 추출...9
• 4) Cholesterol 생합성 저해능을 가진 성분의 분리...9
• (3) Chang Liver Cell을 이용한 콜레스테롤 생합성 저해제의 검색...13
• (4) Cholesterol 생합성 저해물질의 구조분석...14
• 1) H. resinae로부터 분리된 활성 물질의 구조분석...14
• 2) R. orzae로부터 분리된 활성 물질의 구조분석...35
• 3) T. mentagrophytes로부터 분리된 활성 물질의 구조분석...38
• (5) Cholesterol 생합성 저해능 검색...45
• 1) TLC를 통한 Chang Liver Cell에서의 Cholesterol 생합성 저해능 평가...45
• 2) 분리된 각 화합물의 Cholesterol 생합성 저해활성...47
• 3.총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...51
• (1) 미생물로부터 콜레스테롤 생합성 저해 활성물질의 검색...51
• (2) 콜레스테롤 생합성 저해 활성물질의 생합성 저해단계 고찰...51
• 4. 참고문헌...53
• 5. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...54
• 6. 총괄연구개발과제의 활용계획...57
• 7. 첨부서류...57