[보고서]식량자원으로부터 최종당화산물 억제소재 도출을 위한 신규의 효율적 분석법 개발 및 억제성분 규명에 관한 연구

임순성

식량자원으로부터 최종당화산물 억제소재 도출을 위한 신규의 효율적 분석법 개발 및 억제성분 규명에 관한 연구
Development of the new, efficient analytical methods for inhibitor of AGEs formation & Studies on AGEs and its inhibitors from Food Resources 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	한림대학교 HalLym University
연구책임자	임순성
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2021-11
과제시작연도	2021
주관부처	교육부 Ministry of Education
등록번호	TRKO202200012161
과제고유번호	1345345906
사업명	개인기초연구(교육부)(R&D)
DB 구축일자	2022-10-13
키워드	식량자원.유효성분확인.최종당화산물.미세분획 활성시스템.초순도여과 생리활성 검증시스템.Food resource.Identification of active components.Advanced Glycation End Products.microfraction bioassay system.ultrafiltration HPLC coupling bioassay system.

초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
● 식품에서 생성되어 섭취하거나 생체 내에서 발생되어 조직내에 축적되면서 다양한 만성질환의 원인으로 알려진 최종당 화산물들(advanced glycation end products, AGE's)의 생성을 억제하거나 생성된 교차결합(AGE's-cross linked)된 것을 분해하는 소재 혹은 AGE's가 생체 내 활동하는 것을 억제하는 소재를 효율적으로 선발(도출)하는 방법을 연구하고, 이 방법을 통하여 신규의 최종당화산물 생성 억제 소재를 안전한 식량자원으로부터 개발하는 하는 것임
전체 내용
- 최종당화산물들(AGE's)의 생성을 억제하거나 생성된 교차결합(AGE's-cross linked)된 것을 분해하는 소재 도출
- AGE's가 생체 내 활동하는 것을 억제하는 소재를 효율적으로 선발(도출)하는 방법 연구

1단계
1차년도
목표
● AGEs 생성 억제 검색법 개발
내용
- MGO-HPLC offline법을 이용한 AGEs 생성 억제 검색법 개발

2차년도
목표
● AGE-RAGE의 다양한 상호작용 억제 분석법 개발
내용
- 신규발색 시약을 이용한 cross-link breaking 검색법 개발
- Ultrafiltration법을 이용한 AGEs 생성억제 검색법 추가개발

3차년도
목표
● 세포기반 선택성 타겟팅 방법 등을 사용하여 신속하고 효율적인 AGEs 검색법 개발
내용
- 식량자원추출물로부터 RAGE 억제 소재검색법 개발
- 세포를 이용한 RAGE 억제 소재 도출
- 유효성분의 분리/구조 동정 (HSCCC를 이용한 분리 조건 확립)

4차년도
목표
● 검색 기술을 바탕으로 한 신규 농·생물자원의 신소재 탐색 및 개발
내용
- 세포를 이용한 RAGE 억제 기전연구 (signal transduction)
- 세포를 이용한 RAGE binding assay를 통한 억제 소재도출

연구개발성과
1. 소재로부터 효율적인 유효활성 성분을 선발(도출)하는 기술 개발
- MGO-HPLC offline법을 이용한 AGEs 생성 억제 검색법
- 세포를 이용한 RAGE 검색법
- 신규발색 시약을 이용한 cross-link breaking 검색법
- RAGE HPLC Ultrafiltration 분석
- HSCCC를 이용한 화합물 분리 분석
2. 신규의 최종당화산물 억제/ 단백질-cross liking AGEs 분해 혹은 최종당화산물 수용체(RAGE) 억제소재를 식량자원으로부터 소재 도출 4건
3. SCI 논문 8편, 특허 출원 2건, 학술대회발표 3건, 인력양성 4명

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1. 최종당화산물 생성억제/ AGEs-cross liking 분해 혹은 최종당화산물 수용체(RAGE) 억제소재의 『검색 기술』 과 이 기술을 통해 발굴 된 『소재의 실용화 확대』
2. 새로운 학문적인 지식보급『국내 외 우수 논문 및 학회발표』를 통한 소재의 우수성 입증
3. 효율적인 활성 성분을 선출하는 기술개발 및 소재의『특허권을 확보』
4. 최신 분석기술과 연구관련『인력양성』

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

표지 ... 1
요 약 문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
1) 최종 목표 ... 4
2) 연구의 필요성 ... 4
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
1) 연구 수행 과정 (기간 : 2018.11.1. ~ 2021.10.31.) 및 수행 내용 ... 6
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 7
1) 연구수행 결과 ... 7
4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 23
5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 23
6. 참고문헌 ... 24
끝페이지 ... 24

표/그림 (20)

표 AGE-RAGE의 결합 억제 소재 도출
표 Inhibitory effect of a 50% MeOH Cinnamomum loureiroi bark on sRAGE activity
표 Inhibitory effect of a 50% MeOH Agrimonia pilosa Ledeb on sRAGE activity
표 Inhibitory effect of 95% EtOH Caesalpinia eriostachys Benth on sRAGE activity
표 HPLC-UF strategy used for the evaluation and identification of potent RAGE inhibitors from plant extract
표 Identifying RAGE inhibitors in CLE using HPLC-UF
표 Structural identification and activity of potent RAGE inhibitor candidates identified in cinnamon bark extracts
표 Chemical structures and mass spectra of compounds 1 (a), 2 (b) and 3 (c)
표 A-C) Computational structures of active compound-human RAGE complexes (Colored by atom: Compound [black-carbon, white-hydrogen, Red-oxygen], hydrogen bonds are indicated as green dotted lines. D-F) 2D site interactions (A, D: coumarin, B, E: trans-cinnamic acid, C, F: cinnamaldehyde)
표 The workflow of the strategy for screening RAGE inhibitors from natural plant extract using ultrafiltration-HPLC experiment
표 Screening of RAGE inhibitors in Agrimonia pilosa Ledeb using by ultrafiltraion of RAGE at 254nm
표 유효성분 구조 동정
표 2D site interactions of active compounds-human RAGE complex. A: Rutin, B: Luteolin-7-o-glucuronide, C: apigenin-7-o-glucuronide
표 Antiglycation activity and aldose reductase inhibitory activity of the 70% methanol ex- tract of M. volcanica. (A) Antiglycation activities of the the 70% methanol extract of M. volcanica (IC50, 21.35 μg/mL) and its positive control aminoguanidine hydrochloride (IC50, 317.36 μg/mL). (B) Aldose reductase inhibitory activities of the 70% methanol extract of M. volcanica (IC50, 1.18 μg/mL) and its positive control quercetin (IC50, 5.37 μg/mL)
$Separation of compounds by polarity-stepwise elution counter-current chromatography (CCC). Solvent methanol/water (1:5, v/v) was used as the stationary phase. Ten compounds from the 70% methanol extract of M. volcanica, with polarities from low to high, were sequentially sepa- rated or fractionated by polarity-stepwise elution CCC using five mobile phases at 3 mL/min as follows: mobile phase I, n-hexane/ethyl acetate 3:5, v/v, 350–600 mL; mobile phase II, n-hex- ane/ethyl acetate 2:5, v/v, 600–970 mL; mobile phase III, n-hexane/ethyl acetate 1:5, v/v, 970–1340 mL; mobile phase IV, ethyl acetate, 1340– 1480 mL; mobile phase V, ethyl acetate/n-butanol 4:1, v/v, 1480–1890 mL. The n-butanol used was pre-saturated with water in the present study. The eluate was monitored at 225 nm (line) and 250 nm (rectangle) and automatically collected according to 250 nm$ 표 Separation of compounds by polarity-stepwise elution counter-current chromatography (CCC). Solvent methanol/water (1:5, v/v) was used as the stationary phase. Ten compounds from the 70% methanol extract of M. volcanica, with polarities from low to high, were sequentially sepa- rated or fractionated by polarity-stepwise elution CCC using five mobile phases at 3 mL/min as follows: mobile phase I, n-hexane/ethyl acetate 3:5, v/v, 350–600 mL; mobile phase II, n-hex- ane/ethyl acetate 2:5, v/v, 600–970 mL; mobile phase III, n-hexane/ethyl acetate 1:5, v/v, 970–1340 mL; mobile phase IV, ethyl acetate, 1340– 1480 mL; mobile phase V, ethyl acetate/n-butanol 4:1, v/v, 1480–1890 mL. The n-butanol used was pre-saturated with water in the present study. The eluate was monitored at 225 nm (line) and 250 nm (rectangle) and automatically collected according to 250 nm
$HPLC chromatograms of the separated or fractionated compounds from 70% methanol extract of M. volcanica by polarity-stepwise elution CCC. (A) HPLC chromatogram of the 70% methanol extract of M. volcanica; (B–J) HPLC chromatograms of the separated or fractionated compounds by polarity-stepwise elution CCC. Moreover, the separated compounds are later identified as shikimic acid (2), gallic acid (3), protocatechuic acid (4), 4,4′-dihydroxy-3,3′-imino-di-benzoic acid (6), miquelianin (7), rutin (8), quercitrin (9), and quercetin (10)$ 표 HPLC chromatograms of the separated or fractionated compounds from 70% methanol extract of M. volcanica by polarity-stepwise elution CCC. (A) HPLC chromatogram of the 70% methanol extract of M. volcanica; (B–J) HPLC chromatograms of the separated or fractionated compounds by polarity-stepwise elution CCC. Moreover, the separated compounds are later identified as shikimic acid (2), gallic acid (3), protocatechuic acid (4), 4,4′-dihydroxy-3,3′-imino-di-benzoic acid (6), miquelianin (7), rutin (8), quercitrin (9), and quercetin (10)
표 Structures of the compounds separated from the 70% methanol extract of M. volcanica
표 Antioxidant, antiglycation, and aldose reductase (AR) inhibitory activities of the compounds separated from the 70% methanol extract of M. volcanica
표 Method of the preperation of Rosmarinic acid esters
표 Percent inhibition of Rosmarinic acid esters against AGE-sRAGE at the concentration of 30ng/mL

과제명(ProjectTitle) :	-
연구책임자(Manager) :	-
과제기간(DetailSeriesProject) :	-
총연구비 (DetailSeriesProject) :	-
키워드(keyword) :	-
과제수행기간(LeadAgency) :	-
연구목표(Goal) :	-
연구내용(Abstract) :	-
기대효과(Effect) :	-

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