초록 ▼

□ 연구개요
황화수소는 매우 효능이 강한 세포보호 작용과 함께 세포 신호전달에 관여하는 새로운 물질로 알려지면서 활성 황화물중 가장 큰 주목을 받고 있다. 따라서 최근에 황화수소에 대한 생물학적 그리고 약리학적 기능을 탐구하고자하는 연구 분야는 매우 빠르게 다양한 분야로 넓혀지고 있다. 기본적으로 황화수소의 화학적 성질과 약리적 활성을 연구하기 위해서는 생체외 (in vitro) 그리고 생체내 (in vivo) 에서 외생적으로 황화수소 기체를 발생시키는 화합물의 적절한 선택 및 이와 관련된 한계점을 이해하는 것은 매우 중요하다

□ 연구개요
황화수소는 매우 효능이 강한 세포보호 작용과 함께 세포 신호전달에 관여하는 새로운 물질로 알려지면서 활성 황화물중 가장 큰 주목을 받고 있다. 따라서 최근에 황화수소에 대한 생물학적 그리고 약리학적 기능을 탐구하고자하는 연구 분야는 매우 빠르게 다양한 분야로 넓혀지고 있다. 기본적으로 황화수소의 화학적 성질과 약리적 활성을 연구하기 위해서는 생체외 (in vitro) 그리고 생체내 (in vivo) 에서 외생적으로 황화수소 기체를 발생시키는 화합물의 적절한 선택 및 이와 관련된 한계점을 이해하는 것은 매우 중요하다. 이와 관련하여 황화수소를 방출할 수 있는 다양한 합성 화합물들은 이 연구분야에서 중요한 화학적 도구로 사용되며 또한 잠재적으로 매우가치 있는 신약 후보물질이 될 수 있다. 이 연구 목표를 위해 본 과제 책임자는 다양한 분자구조를 기반으로 하는 황화수소 주개 화합물들을 개발하였다. 이 화합물로 부터 생성되는 황화수소 생성 메커니즘을 규명하였으며, 다양한 의약학적 활용을 위한 화합물도 고안되었다. 또한 우리는 최근 세포신호전달과 질병상태와 관련이 있다고 알려진 단백질 퍼설피드의 모형화합물을 고안하여 퍼설피드의 반응성을 연구하였다. 우리는 이 황화수소의 생물학적 활성과 탐침 도구로서 선택적인 형광탐침을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제에서는 새로운 황화수소 공여체 고안과 합성 및 그 화합물에 대한 생물학적 활성 조사와 단백질 퍼설피드를 연구하기 위한 효과적인 모형 화합물 개발, 및 그 반응성 연구, 황화수소를 효과적으로 탐침할 수 있는 형광물질 개발, 그리고 이 연구과정에서 접근 가능한 티올 작용기의 산화적 번역후변형 과정을 거치는 물질들의 탐침 등을 연구 목표로 하였고, 이에 대한 결과는 다음과 같다. (1) 생물학적 복합기능을 기대한 황화수소 공여체와 생물학적 활성을 갖는 펩타이드와의 하이브리드 화합물들을 개발하였고, 이 화합물중 일부는 in vitro에서 효과적인 항염증 효과가 확인 되었으며 다양한 의약학적 활성평가를 공동연구로 진행하고 있다. (2) 황화수소 공여체로는 엔자임에 의해 황화수소를 생성하는 트리티엔 중심을 갖는 화합물을 고안하고 합성하였다. 이 화합물은 엔자임에 반응하는 에스터 결합 수에 따라 황화수소 방출량이 조절되는 것을 확인 하였다. 또한 이 황화수소 공여체로부터 황화수소가 방출되는 메커니즘을 규명 하였다. (3) 황화수소를 효과적으로 탐침할 수 있는 새로운 형광물질이 고안되고 합성 되었다. 이 화합물의 초기 구조는 생물학적 티올들에 대해 모두 반응하여 선택성이 없었다. 우리는 이 구조의 변형을 시도하여, 최근 황화수소와 선택적으로 반응하는 형광물질을 개발하였고 후속 연구 중에 있다. (4) 단백질 퍼설피드를 탐침하기 위한 새로운 퍼설피드 분자모형을 개발 하였다. 이 퍼설피드는 기존의 방법과 달리 중성 조건에서 생성되며, 친전자체들과 매우 빠르게 반응하는 것을 확인하였다. (5) 생물학적 티올의 산화적 변형과정에 관여된 티올을 니트로화반응에 의해 생성되는 니트로소티올과 효과적으로 반응하는 물질을 찾았고, 이 반응에 대한 메커니즘을 실험적, 이론적 방법으로 증명하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 과제에서는 최근 황화수소를 포함한 생물학적 황화합물에 대한 연구가 크게 확장되고 있다. 이 연구 분야에서는 황화수소가 생물학적으로 관여하는 메커니즘 규명과 의약하적 활용을 위해 다양한 조절 가능한 황화수소 공여체를 요구하고 있다. 이에 대해 우리는 생체내 엔자임과 화합물 구조에 의해 조절되는 새로운 공여체를 개발하여 보고 하였다. 또한 황화수소 공여체와 펩타이드 간의 하이브리드를 고안하여 복합적 생물학적 활성을 보이는 물질을 개발하였으며 특허를 추진 중이며 산업적 이용가치를 보였다. 또한 기존의 퍼설피드 모형 화합물보다 효과적으로 조절되는 퍼설피드 모형화합물을 개발하였으며, 이것을 이용해 단백질 퍼설피드를 효율적으로 찾는 친전자체 개발에 대한 접근을 쉽게 하였다. 또 다른 산화적 변형과정인 니트로소티올과 선택적으로 반응하는 물질은 단백질 니트로소티올을 탐침할 수 있는 도구로 이용될 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• (1) 트리티엔(trithiane) 구조를 갖는 황화수소 주개 화합물 합성 및 평가 (in press) ... 5
• (2) 퍼설피드(persulfide, RSSH) 모형 분자 디자인 및 반응성 연구 (papers in preparation) ... 6
• (3) 생물학적 활성이 있는 짧은 펩타이드와 생물학적으로 독성이 없는 황화수소 주개 물질의 하이브리드 합성 및 이 화합물들에 대한 생물학적 활성 평가 ... 7
• (4) 니트로소티올(RSNO) 단백질 색인을 위한 화학적 도구개발(published for Organic Letters) ... 7
• (5) 티아졸 중심을 갖고 황화수소에 선택적으로 반응하는 형광탐침 개발 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 11