초록 ▼

미생물·식물 유래 생리활성 대사산물을 분리 확보하여, 이들 물질의 대사질환 및 항암 등 의약활성을 발굴하고 chemical biology 기술을 접목해서 bioprobe로 개발, 의약활성 기작과 타겟을 규명을 목적으로 본 연구과제를 수행 (2012. 09 ~ 2016.08) 하였다. 본 연구를 통하여 대사질환 및 항암 등의 의약활성물질을 검색할 수 있는 총 11가지의 활성검정계를 수립하고 운영하였다. 생리활성물질 탐색자원으로는 국내 토양과 해양 퇴적물에서 방선균과 곰팡이 총 4,244 균주를 분리하였으며,배양추출물을 제작하여 스크리

미생물·식물 유래 생리활성 대사산물을 분리 확보하여, 이들 물질의 대사질환 및 항암 등 의약활성을 발굴하고 chemical biology 기술을 접목해서 bioprobe로 개발, 의약활성 기작과 타겟을 규명을 목적으로 본 연구과제를 수행 (2012. 09 ~ 2016.08) 하였다. 본 연구를 통하여 대사질환 및 항암 등의 의약활성물질을 검색할 수 있는 총 11가지의 활성검정계를 수립하고 운영하였다. 생리활성물질 탐색자원으로는 국내 토양과 해양 퇴적물에서 방선균과 곰팡이 총 4,244 균주를 분리하였으며,배양추출물을 제작하여 스크리닝 샘플로 이용하였다. 생리활성 메타볼라이트 발굴에 있어서는 미생물 및 식물로부터 다양한 골격과 활성을 가지는 481개의 순수 대사산물을 발굴하였다. 이중 fusarisetin과 ulleungamides 등 총 100여개의 신규물질을 발굴하였고, 발굴한 생리활성물질 중 11종 화합물의 생리활성 기작을 규명하였다. 특히, 울릉도 토양샘플유래 방선균으로부터 분리한 ulleungamide A와 B는 기존에 알려지지 않았던 신규한 화학골격을 가졌으며, 그 활성 또한 선택적 항균활성을 가짐을 보여 화학분야의 세계적 저널인 Organic Letters (2015, IF 6.732, 상위 10%)에 게재였으며, 고삼 유래 lavandulyl flavonoids의 지방산생합성 저해작용을 최초로 입증하고 항암활성과의 연계성을 규명함으로써 새로운 지방산생합성효소 저해제 개발을 위한 유효·선도물질로 제시한 연구결과로 BBA-General Subjects (2016, IF 5.083)에 게재하였다. 이에, 2단계 연구수행기간 동안 SCI급 학술지에 총 40편의 논문, 비SCI 논문 2편을 발표하였으며, 국내특허출원 14건, 국외출원 4건, 국내특허등록 11건, 국외특허등록 3건, Tetrahedron Symposium 등의 국제학술발표회 64건과 국내학술발표회에 60건을 발표하여 신규 생리활성 대사산물 발굴에 대한 학술적 인정을 받았다. 본 연구과제를 통하여 확보한 곰팡이에서 분리된 암전이억제능을 지닌 신규 대사산물인 fusarisetin A (JACS 게재, 2011년)는 미국, 일본과 중국 특허등록을 완료하여 물질특허로서 원천특허를 확보할 수 있어, 새로운 작용기작과 화학구조의 신규성으로 신규 암전이억제제의 개발에서 부작용이 적은 신규 암전이 억제제의 개발을 위한 선도물질로의 초기가능성과 암전이억제제 개발의 신규 타겟이 될 수 있는 가능성을 제시 할수 있는 과학적 결과를 달성하였다. 기관운영면에서는 생명(연)에 RIKEN 화학생물공동연구센터가 설치되어 RIEKN의 BT분야와 한국과의 국제교류를 위한 거점기능과 RIKEN내에 KRIBB Joint Research Unit이 공식적으로 설치되어 운영되면서 일본에서 최고의 연구기관인 RIKEN에서 화학생물분야의 한국과 KRIBB의 연구력을 인정받아 한국의 과학기술의 위상을 제고시킬 수 있었다. 또한, 양측의 연구자의 지속적인 파견과 1,2차 생명연-리켄 화학생물공동심포지움 개최, “Natural Products Discovery & Development in the Post Genomic Era”국제심포지움 개최, 제 7회, 8회 Korea-Japan Chemical Biology International Symposium을 개최하여 한일공동연구의 네트워크 구축과 과학기술외교네트워크에서도 핵심적인 역할을 하였으며, 당센터가 위치한 충북도에는 지방과학기술의 국제화와 일본과의 과학기술교류 등에 기여하였다. GRDC 사업의 당초 의도인 RIKEN과의 공동연구센터 구축으로 세계최고의 화학생물연구그룹으로 발전할 수 있는 계기가 되고 대한민국의 국제적 과학기술 위상을 증진할 수 있는 발판을 제공할 수 있기를 기대한다.

( 출처 : 보고서 요약서 3p )

Abstract ▼

IV. Results of Research and Application
1. Isolation and cultivation of actinomycetes and fungal strain from environmental source and construction of metabolome library from cultured extracts
For the isolation of secondary metabolites of microorganisms, total 4,244 single strains of Actinomyce

IV. Results of Research and Application
1. Isolation and cultivation of actinomycetes and fungal strain from environmental source and construction of metabolome library from cultured extracts
For the isolation of secondary metabolites of microorganisms, total 4,244 single strains of Actinomyces and fungi were isolated from soil and marine environments. After the microorganisms were cultured, and the cultured filtrate were extracted and fractionated by the partition chromatography for the preparation of the metabolome library.

2. Purification and chemical structure determination of secondary metabolite from the isolated microorganisms and plants
Total 481 secondary metabolites having diverse chemical structure could be isolated as pure compounds from microorganisms and plants. And total 100 novel compounds such as fusarisetin and ulleungamides could be discovered.

3. Screening of bioactive compounds having medicinal activities on anti-cancer, obesity and inflammation
For the screening the bioactive metabolites having anti-cancer, anti-obesity/debates, anti-osteoclast, antioxidant and antibacterial activities, total 18 kinds of bioactivity assay systems based on in-vitro enzyme assay or cell-based assay could be settled and operated such as indolamine 2,3 dioxygenase (IDO), protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B), MTH1, DNA methyltransferase (Dnmt), lipase, tyrosinase, apoptosis assay, MTT cell viablity assay, cell cycle analysis using FACS, autophagy assay, NO synthesis assay, cell motility assay, wound healing assay, invasion assay using Transwell chamber, growth factor signaling assay, glucose uptake, reporter gene assay, osteoclast differentiation, oxygen radical scavenging and melanin synthesis assay.

4. Identification of cellular molecular target and therapeutic mechanism for the novel bioactive metabolite
Eleven kinds of novel bioacteve compounds could be investigated the action mechanism in cellular effects such as cancer cell cytotoxicity, ant-metastasis, anti-inflammation and anti-osteoclast differentiation effect etc. And the cellular target molecule of fusarisetin A and dutomycin could be identified by chemical biology approaches.

5. Construction of bioactive metabolite library and expansion the library as world class level
For the compounds resource for drug screening or usefull material screening, total 481 isolated secondary metabolites were banked with physico-chemical properties data base and total 2236 metabolome library of the microorganism cultured extracts partitions fractionated by MPLC were banked with MS and UV absorption spectrum data base.

6. Recruitment of RIKNEN chemical biology core technology and on-site cooperative research through dispatching of KRIBB researcher to RIKEN and recruit the RIKEN researcher at KRIBB
Five researcher of RIKEN have worked during minimum 2 months and maximum 3 years at KRINBB by dispatching from RIKEN and 2 researcher have worked at RIKEN during over one year. From these researcher exchange, the core technology of targer molecule identification and chemical structure determination could be transferred and exchanged.

7. Construction of the scientific networks between Korea and Japan in chemical biology research
Technical information and results of the bioactive metabolites based chemical biology research could be exchanged and the network of researcher were operated through two times of Korea-Japan Chemical Biology Joint Symposium and two times of KRIBB-RIKEN Joint Symposium in Chemical Biolgoy. From these networking, the relationship between Korean scientists and Japanese scientists in chemical biology field could be tightened.

( 출처 : SUMMARY 10p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 14
• 제 1 장 연 구 개 발 ... 15
• 제 1 절 : 연구개발의 목적 및 필요성 ... 15
• 제 2 절 : 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 제 3 절 : 연구개발 내용 및 결과 ... 25
• 제 4 절 : 연구개발 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 202
• 제 5 절 : 연구개발결과의 활용 계획 ... 203
• 제 2 장 기관유치 및 운영 ... 205
• 제 1 절 : 해외연구기관 유치 목적 및 필요성 ... 205
• 제 2 절 : 공동연구센터 운영 현황 ... 207
• 제 3 절 : 해외연구기관의 협력 성과 ... 211
• 제 4 절 : 해외연구기관 유치 노력 및 성과 ... 223
• 제 5 절 : 공동연구센터 자립 및 활용계획 ... 227
• 제 3 장 기타 사항 ... 228
• 제 1 절 : 사업추진과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 228
• 제 2 절 : 연구시설‧장비 현황 ... 232
• 제 3 절 : 기타 사업성과 ... 232
• 제 4 절 : 참고문헌 ... 234
• 붙임 1 연차별 목표 및 달성도 현황 ... 240
• 붙임 2 예산 확보 및 사용 실적 ... 243
• 붙임 3 대표 성과 및 연구성과 보고서 ... 248
• 끝페이지 ... 286