초록 ▼

◆ 연구개발의 목적
노화가 진행됨에 따라 superoxide dismutase (SOD) 및 catalase와 같은 항산화제들이 감소되어 산화적 stress가 증가하며, 생성된 반응성 산소 라디칼들은 세포내 단백질, 지질 또는 핵산등을 공격, 손상을 주게 되며 이러한손상이 축적되어 노화를 일으킴. Catalase나 SOD와 같이 직접적으로 ROS의 제거에 효과적인 효소들의 발현을 증가시키는 것은 노화 피부의 재생, 또는 항노화를 위한 좋은 방어 방법.
◆ 최종연구목표
Catalase 및 SOD 유사체(mimic)를

◆ 연구개발의 목적
노화가 진행됨에 따라 superoxide dismutase (SOD) 및 catalase와 같은 항산화제들이 감소되어 산화적 stress가 증가하며, 생성된 반응성 산소 라디칼들은 세포내 단백질, 지질 또는 핵산등을 공격, 손상을 주게 되며 이러한손상이 축적되어 노화를 일으킴. Catalase나 SOD와 같이 직접적으로 ROS의 제거에 효과적인 효소들의 발현을 증가시키는 것은 노화 피부의 재생, 또는 항노화를 위한 좋은 방어 방법.
◆ 최종연구목표
Catalase 및 SOD 유사체(mimic)를 화학적으로 합성하여, 인체의 노화 및 각종 질환의 억제 또는 치료제로서 응용하고자 하며, 특히 노화피부의 예방 및 개선을 위한 기능성 화장품 및 피부외용제를 개발하고자 함.
목표 1. 생체 내에서 효율적으로 ROS를 없애주는 SOD/Catalase의 활성을 갖는 저분자성 촉매물질을 개발 하기 위하여 두 개의 금속과 결합할 수 있는 8개의 질소를 포함하는 고리화합물을 합성한다. 특히 질소에 pyridine 및 imidazole 유도체를 포함하는 고리화합물을 합성함.
목표 2. 합성된 유도체중 효소 활성도가 높은 물질들을 선별하여 in vitro model에서 피부노화억제 작용을 있는지를 알아보고, 나아가 노화피부의 예방 및 개선을 위한 기능성 화장품 및 피부외용제를 개발함.
◆ 연구내용 및 방법
1. 유기화학적으로 Mn, Fe, Cu, Zn등의 금속을 두개 함유할 수 있는 pyridine 등을 포함하는 거대고리 화합물을 합성
2. 안정하고 효율적인 Ligand의 디자인 및 합성.
3. 이들 물질들의 catalase 및 SOD activity의 검색
4. 피부 fibroblast 세포를 채취하여 배양한 뒤, 활성도를 보인 유사체들을 처리하여 세포독성을 알아본다.
5. 활성도를 지닌 유사체의 적정농도에서 ROS 제거능력과 항노화효과가 있는지를 관찰하고 산화적 스트레스를 유발하였을 때 이들의 억제효과에 대해 알아본다.
◆ 연구 결과
새로운 합성방법을 통해 합성된 16종의 화합물들을 screening한 결과, 이들 화합물 중 catalase와 SOD의 활성을 함께 나타낸 S50906과 SOD 활성도가 가장 좋았던 S50907를 항산화제로서의 효능검색 및 항피부노화 효과에 대한 검색에 사용하였다. 세포 독성을 보이지 않는 농도인 0.01~1μM로 효능검색을 진행하였고 그 결과, S50906은 EUK-134와 마찬가지로 $H_{2}O_{2}$를 제거하는 효과를 뚜렷히 보였고, S50906과 S50907 모두 EUK-134와 M40403와 같이 $O_{2}^{-}$를 제거에 효능을 보였다. 이로써, 새롭게 합성된 항산화제 유사체인 S50906과 S50907의 ROS 제거능을 확인하였다. 뿐만 아니라, 이들 항산화 효소 유사체들은 자외선에 의해 유도되는 MMP-1의 발현을 억제하며, 자외선에 의해 감소된 type I procollagen의 발현을 회복시키는 효과를 보여, 항피부노화에 유용하게 사용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

Abstract ▼

◆ Object
The activities of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD) and catalase are known to decrease during aging, which results in the increase of reactive oxygen species (ROS). This increase of ROS levels may lead to damage through altering the expression of a variety of genes a

◆ Object
The activities of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD) and catalase are known to decrease during aging, which results in the increase of reactive oxygen species (ROS). This increase of ROS levels may lead to damage through altering the expression of a variety of genes as well as the structure and/or function of a variety of proteins and lipids. Therefore, augmentation of ROS scavengers such as catalase and SOD is suggested to be a good strategy for preventing and curing skin aging.
◆ Aims
Synthetic catalase and SOD mimics may be potential therapeutic agents for reducing aging and a variety of diseases as well as preventing/treating skin damage.
Aim 1. We are going to synthesize the ring compounds including 8 nitrogens combined with two metals. These compounds are low-weight catalytic scavengers of reactive oxygen species.
Aim 2. We are going to screening these new compounds for catalase and SOD activities, and select the effective compounds. And, we examine whether these compounds are effective on anti-skin aging. Further, we intend to develop the functional cosmetics for preventing/treating skin aging.
◆ Methods
1. Synthesis of the huge ring compounds including pyridine having two metals such as Mn, Fe, Cu, Zn.
2. Design and synthesis of the stable and effective ligands from 1.
3. Screening of catalase and SOD activity for these new compounds, and select effective compound
4. Cytotoxicity assay of the effective mimics in human dermal fibroblast
5. Investigation for the effect of selected synthetic chemical compounds on ROS scavenging ability and anti-skin aging effect in human dermal fibroblast
◆ Results
We got synthesized two effective mimics from various synthetic chemical compounds. S50906 has both catalase and SOD activity, S50907 is SOD mimic. These compounds don't show cytotoxicity in 0.01~1μM concentration. We examined whether these mimics can scavenge ROS and inhibit UVB-induced type I procollagen and MMP-1 expression. We found that these mimics scavenged ROS and inhibited UVB-induced type I procollagen and MMP-1 expression at low concentration (0.01~1μM). Our results show that the synthetic mimics of SOD/catalse or SOD suppress harmful effects of UV on the expression of type I procollagen and MMP-1 and suggest that these compounds may be used as potential anti-skin aging agents.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 목차 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 총괄연구개발과제 연구결과 ... 6
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 6
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 10
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 12
• 4. 사업화 목표 달성도 및 계획(개발과제만 해당) ... 12
• 5. 총괄연구개발과제의 연구성과 ... 13
• 6. 연구개발결과의 파급효과 ... 18
• 7. 첨부서류 ... 19
• 제1세부연구개발과제 연구결과 ... 20
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 21
• 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 29
• 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 34
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 35
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 ... 36
• 6. 참고문헌 ... 41
• 제2세부연구개발과제 연구결과 ... 42
• 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 43
• 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 48
• 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 50
• 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 59
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 ... 60
• 6. 참고문헌 ... 64