초록 ▼

제주도, 동해안, 강화도 등의 한국 근해와 북극, 심해 등의 극한환경 및 열대지방(마이크로네시아) 등의 다양한 해양환경에 서식하는 해양동식물, 해양퇴적토 등에서 2,000여종의 해양방선균 및 해양미생물을 분리하여, 순수배양 및 체계적으로 보존하였으며, 분리된 해양방 선균 중에서 1,500여종을 배양하여 추출물 library를 구축하였고, 항암활성을 검색하여 우수한 항암활성을 보인 50여종의 항암활성 균주를 선별하였음. 항암활성 검색결과와 NMR을 통한 화학적 분석, 배양학적 특성 등을 고려하여 선정된 해양방선균 시료로부터 각종 크로

제주도, 동해안, 강화도 등의 한국 근해와 북극, 심해 등의 극한환경 및 열대지방(마이크로네시아) 등의 다양한 해양환경에 서식하는 해양동식물, 해양퇴적토 등에서 2,000여종의 해양방선균 및 해양미생물을 분리하여, 순수배양 및 체계적으로 보존하였으며, 분리된 해양방 선균 중에서 1,500여종을 배양하여 추출물 library를 구축하였고, 항암활성을 검색하여 우수한 항암활성을 보인 50여종의 항암활성 균주를 선별하였음. 항암활성 검색결과와 NMR을 통한 화학적 분석, 배양학적 특성 등을 고려하여 선정된 해양방선균 시료로부터 각종 크로마토그래피를 이용하여 신물질을 포함하는 70여종의 천연물을 분리정제 하였음. 이 물질들에 대하여 NMR 등의 각종 분광학적 방법과 유기반응에 의하여 이들 천연물의 구조를 규명하고 항암활성을 검색함. 이들 항암물질 중에서 동해안에서 분리한 해양방선균인 Strepmoyces sp. 04DH110이라는 균주가 생성하는 스트렙토클로린이라는 항암물질을 개발 후보물질로 선정하였음. 이 물질의 작용기전 연구를 수행하여 스트렙토클로린이 암세포의 자살(apoptosis)을 유도하여 항암효과를 나타내는 것을 규명. 스트렙토클로린에 대한 효과적인 대량합성법을 개발. 아울러 in vivo 동물실험을 통하여 개발 후보물질이 체중의 감소 없이 마우스에 이식된 대장암의 성장을 효과적으로 저해함을 알 수 있었음. 이 물질에 대한 유기반응을 통하여 유도체를 합성하고 활성과 구조와의 구조-활성 상관관계를 파악. 신규 유도체를 합성하고 in vivo 동물실험을 실시하여 개발 후보물질이 체중의 감소 없이 마우스에 이식된 위암의 성장을 강력하게 저해함을 밝혔으며, 독성시험에서도 독성을 보이지 않음을 알 수 있었음. 이러한 연구결과를 통하여 해양방선균으로부터 항암물질 개발 가능성을 입증하였으며 해양신물질 개발을 위한 기술적 기반을 확립하고 향후의 산업화를 위한 해양 방선균 및 천연물 소재를 확보하였음.

Abstract ▼

1. Marine actinomycetes and marine microorganisms have been isolated from various marine invertebrates, plants, and sediments collected at various locations of Korea, extreme environments such as Arctic and deep seas, and tropical region of Micronesia. Primary target strains for further studies have

1. Marine actinomycetes and marine microorganisms have been isolated from various marine invertebrates, plants, and sediments collected at various locations of Korea, extreme environments such as Arctic and deep seas, and tropical region of Micronesia. Primary target strains for further studies have been selected by combined results of chemical analysis and cytotoxicity screening of the crude extracts from each strain.
2. Secondary metabolites have been extracted and purified from the culture broth of selected strains by utilizing various chromatographic techniques. The structures of bioactive compounds have been determined by combined chemical and spectroscopic methods.
3. The mechanism of action of the candidate compound for the development showing potent cytotoxicity against tumor cells has been studied by investigating the effect of the compound on tumor-related genes or proteins expression.
4. Efficient total synthetic method for the candidate compound has been developed to get a large amount of the compound easily.
5. The candidate compound has been chemically modified to several analogs possessing potent anticancer activity and synthetically accessible structures. In the meanwhile, structure-activity relationship of the natural product has been defined.
6. Through in vivo animal test, a new compound possessing potent antitumor activity was selected as a lead compound for the industrial development and efficient synthetic method has been developed to have large amounts of the compound easily.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 초록 ... 5
• 요약문 ... 7
• SUMMARY ... 11
• 목차 ... 15
• CONTENTS ... 19
• List of Figures ... 22
• List of Tables ... 28
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 31
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 33
• 제 2 절 연구의 목표 및 범위 ... 37
• 제 2 장 국내외 기술개발현황 및 과학기술정보 ... 39
• 제 1 절 해양천연물 연구의 역사 및 최근 연구 동향 ... 41
• 제 2 절 해양방선균 유래의 천연물 연구의 최근 동향 ... 43
• 제 3 절 주요 국가의 연구현황 ... 45
• 제 4 절 국내의 연구개발 동향 ... 48
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 49
• 제 1 절 해양방선균의 천연물화학적 중요성 ... 51
• 제 2 절 해양방선균의 분리 및 항암활성 검색 ... 53
• 1. 해양방선균 및 해양미생물의 분리, 보존 ... 53
• 2. 해양방선균의 동정 ... 57
• 3. 해양방선균의 항암활성 검색 ... 58
• 제 3 절 해양방선균 Streptomyces sp. KORDI-3238 균주로부터 항암물질 분리 ... 60
• 1. Streptomyces sp. KORDI-3238 균주의 분리 및 동정 ... 60
• 2. Streptomyces sp. KORDI-3238 균주로부터 항암물질의 분리와 구조결정 ... 66
• 제 4 절 해양방선균 Streptomyces sp. 04DH110균주로부터 항암물질 분리 ... 80
• 1. Streptomyces sp. 04DH110 균주의 분리 및 동정 ... 80
• 2. Streptomyces sp. 04DH110으로부터 streptochlorin의 분리, 구조결정 및 항암활성 ... 84
• 3. Streptomyces sp. 04DH110-1의 배양 및 추출 ... 96
• 4. Streptomyces sp. 04DH110-A의 배양 및 추출 ... 125
• 제 5 절 해양세균 Bacillus sp. 04DH142로부터 대사물질 분리 ... 142
• 1. Bacillus sp. 04DH142의 분리 및 배양 ... 142
• 2. Bacillus sp. 04DH142로부터 macrolactins B, D, E의 분리 및 구조결정 ... 142
• 제 6 절 해양방선균 Streptomyces sp. KORDI-3973으로부터 혈관신생억제 물질의 분리 ... 157
• 1. Streptomyces sp. KORDI-3973 균주의 분리 및 동정 ... 157
• 2. Streptomyces sp. KORDI-3973으로부터 혈관신생 억제물질 streptopyrrolidine의 분리, 구조결정 ... 158
• 3. Streptomyces sp. KORDI-3973으로부터 3973-rp4 및 3973-rp9의 분리, 구조 결정 ... 169
• 제 7 절 해양방선균 Streptomyces sp. 04DH52로부터 대사물질의 분리 ... 184
• 1. Streptomyces sp. 04DH52의 분리 및 동정 ... 184
• 2. Streptomyces sp. 04DH52의 대사물질의 분리 및 구조결정 ... 186
• 제 8 절 해양방선균 유래 항암물질 streptochlorin의 전합성 연구 ... 226
• 1. Streptochlorin의 전합성 Scheme ... 226
• 2. Streptochlorin의 합성 과정 ... 226
• 3. 결론 ... 228
• 제 9 절 해양방선균 유래 항암물질 streptochlorin의 항암작용 기전 연구 ... 229
• 1. 연구의 목적 ... 229
• 2. 재료 및 방법 ... 229
• 3. 결과 및 고찰 ... 230
• 제 10 절 해양방선균 유래 항암물질 streptochlorin의 in vivo 동물실험에 의한 항암활성 검증 ... 237
• 1. 연구의 목적 ... 237
• 2. 재료 및 방법 ... 237
• 3. 결과 및 고찰 ... 238
• 제 11 절 해양방선균 유래 항암물질 streptochlorin-MD의 복강투여에 의한 독성시험 ... 242
• 1. 연구의 목적 ... 242
• 2. 재료 및 방법 ... 242
• 3. 결과 및 고찰 ... 243
• 제 12 절 결론 ... 246
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 249
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 259
• 제 6 장 참고문헌 ... 265
• 위탁연구 ... 309
• 부 록 ... 385