초록 ▼

연구의 목적 및 내용
1차 년도 동안 해양시료에서 100균주 이상의 미생물을 분리하여 균주의 계통분류학적 분류 및 중복 균주를 배제하고 해양무척추동물 공생미생물의 소량 배양 및 배양액의 아세틸콜린에스터라제 및 베타세크리테이즈 억제 효과를 검색함. 둘째, 2차 년도 동안 배양액의 LC-MS을 이용한 성분 분석 및 생리활성 검색에 기반 한 우선 균주를 선별하고 구조분석에 필요한 물질 제공을 위한 선별 된 균주의 대량배양 및 순수 천연물의 분리, 정제함. 셋째, 3차 년도 동안 생리활성 신규 천연물의 평면구조와 절대구조를 결정하고

연구의 목적 및 내용
1차 년도 동안 해양시료에서 100균주 이상의 미생물을 분리하여 균주의 계통분류학적 분류 및 중복 균주를 배제하고 해양무척추동물 공생미생물의 소량 배양 및 배양액의 아세틸콜린에스터라제 및 베타세크리테이즈 억제 효과를 검색함. 둘째, 2차 년도 동안 배양액의 LC-MS을 이용한 성분 분석 및 생리활성 검색에 기반 한 우선 균주를 선별하고 구조분석에 필요한 물질 제공을 위한 선별 된 균주의 대량배양 및 순수 천연물의 분리, 정제함. 셋째, 3차 년도 동안 생리활성 신규 천연물의 평면구조와 절대구조를 결정하고 신규 천연물질의 치매 분자표적 효능연구와 in vivo 실험용 생리활성물질의 대량 생산을 위한 배양 및 분리조건 최적화하고자 함. 따라서, 다음과 같이 기간과 세부연구목표를 설정하고“생리활성 천연물의 보고인 해양미생물을 연구, 계통분류학적으로 특이한 해양미생물 확보, 치매 예방을 위한 아세틸콜린에스터라제 및 베타세크리테이즈 억제 효능을 보이는 신규 미생물 천연물 발굴”을 최종 목표로 삼고 수행함.

연구결과
1차 년도에 SCUBA diving을 통해 해양생물 채집 및 해양퇴적시료 확보 후, 해양무척추동물 및 해양퇴적시료로부터 미생물 분리 및 박테리아 300 균주 확보를 통해 해양무척추/해양퇴적물 채집 및 미생물의 분리를 완수함. 또한 균주를 계통분류학적 분류, 동정을 통해 중복 균주를 배제하여 선정된 연구 균주에 대하여 배양, 추출물 제조하여 추출물에 대한 아세틸콜린에스터라제 억제 효능이 확인된 64종의 균주를 선발함. 1차 년도에 수행한 아세틸콜린에스터라제 억제 효능이 확인된 64종의 균주를 대상으로 배양액 제조하여 2차 년도는 LC-MS를 이용한 성분 분석 및 생리활성 기반으로 한 우선 균주 선별하여 대량 배양하여 순수 천연물의 분리, 정제를 수행함으로써 6종의 신규의 순수한 천연물질을 얻음. 천연물의 구조 결정에 빈도 높게 사용되는 2차원 NMR인 COSY (correlation spectroscopy), gHMQC (gradient heteronuclear multiple quantum spectroscopy), gHSQC (gradient heteronuclear single quantum spectroscopy), gHMBC (gradient heteronuclear multiple bond spectroscopy) 등을 활용하여 구조 결정함. 2차 년도를 통해 얻게 된 천연물질을 바탕으로 3차 년도에는 신규 치매 예방 효능 천연물의 대량생산을 위한 배양 및 분리조건 최적화를 목표로 하여 2종의 신규 천연물의 절대 구조를 결정하고 신규 천연물질의 치매 분자표적 효능 연구를 수행하여 in vitro 실험용 생리활성물질의 대량 생산을 위한 배양 및 분리조건 최적화를 수행함.

연구결과의 활용계획
본 연구는 해양미생물을 계통분류학 및 대사산물 화학분석, 생리활성에 기반하여 연구 우선순위 균주를 선정하여 치매 예방을 위한 신규 아세틸콜린에스터라제 및 베타세크리테이즈 억제 효능 생리활성물질 확보의 효율성에 있음. 따라서 (1) 새로운 천연물 소재 및 천연물과학의 연구 분야를 해양미생물로 확대할 수 있다는 점, (2) 다양한 해양환경에서 생태학적 특징과 가치가 있는 미생물 균주를 선택·배양하여 신규 천연물을 탐색하는 점, (3) 무작위적인 미생물균주의 탐색에서 탈피하여 계통분류학적으로 특이한 해양 미생물을 효과적으로 연구하는 점, (4) 상기 연구를 통해 기지 천연물 재발견 문제를 해결할 수 있는 점, (5) 해양미생물 유래 천연물 연구의 효율적인 전략을 제시한다는 점에서 본 연구의 학술 및 실용적인 면에서 활용 가치가 매우 높음.

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
Marine microorganisms are proven to be great resources for diverse biological activities but the research on discovery of inhibitors for an acetylcholinesterase and beta-secretase to prevent dementia from microbial natural products has been limited. The purpose of this study is t

Purpose&contents
Marine microorganisms are proven to be great resources for diverse biological activities but the research on discovery of inhibitors for an acetylcholinesterase and beta-secretase to prevent dementia from microbial natural products has been limited. The purpose of this study is to isolate phylogenetically unique marine microorganisms from marine environments, and to discover new acetylcholinesterase and beta-secretase inhibitors for prevention of dementia.
This study also aims to develop the methods for bacteria isolation and to discover structurally novel bioactive natural products with pharmaceutical potential. Furthermore, this study will provide natural products and biological resources for developments of the related fields such as microbiology, biotechnology, organic chemistry, and pharmacology.

Result
The first project in this study, we completed isolation of 300 species microorganism and collection of marine invertebrate animals and sediment through SCUBA diving. In addition, 64 species strain that had bioactivity of acetylcholinesterase inhibition was selected by eliminating overlap strains through phylogenetic classification and sequence.
In second project in this study, the culture medium that produced by 64 species strain that had bioactivity of acetylcholinesterase inhibition was checked by ingredient analysis and bioactivity using LC-MS. Some priority strains were selected and cultured in quantitiy. As a result, 6 new natural products were isolated. Structures of 6 new natural products were determined by 2D NMR; COSY (correlation spectroscopy), gHMQC (gradient heteronuclear multiple quantum spectroscopy), gHSQC (gradient heteronuclear single quantum spectroscopy), gHMBC (gradient heteronuclear multiple bond spectroscopy).
In third project in this study, absolute structures of 2 new natural products were determined and optimization of culture and isolation condition was performed for large quantitiy production of in vitro bioactive compounds in Alzheimer’s disease.

Expected Contribution
This study is the efficiency of securing novel acetylcholinesterase and beta-secretase inhibition bioactive compound for preventing dementia based on phylogenetic classification, chemical analysis of secondary metabolites and bioactivity. Therefore, (1)Expand the research field of new natural materials and natural sciences into marine microorganisms. (2)Search a novel natural product through selecting and incubating microbial strains with ecological properties and values in various marine environments. (3)Study effectively unique marine microorganism in phylogenetic classification get out of randomly finding microorganism. (4)Solve the problem of natural products rediscovery through this project. (5)The use of this research is highly valuable in the academic and practical aspects in the context of the effective strategy of research of natural products derived marine microorganism.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 17
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 19
• 5. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 20
• 6. 참고문헌 ... 20
• 7. 연구성과 ... 23
• 9. 기타사항 ... 24
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 25
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 40
• 끝페이지 ... 47