초록 ▼

□ 연구목적
- 본 연구는 최근 전 세계적으로 신규 생리활성 물질의 소재로서 각광받고 있는 천연물 신소재인 흰개미 유래 방선균 (termite-associated actinomycetes)으로부터 신규 항진균 활성 천연물질을 탐색하여, 항진균 신약 개발에 필요한 선도화합물을 발굴하고자 함.
- 본 연구에서는 Anhui Agricultural University의 Yinglao Zhang 그룹과의 국제 공동협력을 통해 특정 환경에서 서식하는 흰개미 유래 방선균을 확보하고, 배양 조건 최적화 및 cryptic seconda

□ 연구목적
- 본 연구는 최근 전 세계적으로 신규 생리활성 물질의 소재로서 각광받고 있는 천연물 신소재인 흰개미 유래 방선균 (termite-associated actinomycetes)으로부터 신규 항진균 활성 천연물질을 탐색하여, 항진균 신약 개발에 필요한 선도화합물을 발굴하고자 함.
- 본 연구에서는 Anhui Agricultural University의 Yinglao Zhang 그룹과의 국제 공동협력을 통해 특정 환경에서 서식하는 흰개미 유래 방선균을 확보하고, 배양 조건 최적화 및 cryptic secondary metabolite 생성 유도, LC/MS/MS를 이용한 분자네트워킹 활용 및 LC/MS 분석 기반 고효율 신규물질 탐색 등의 전략을 통해 보다 효율적으로 신규 항진균 활성 물질을 탐색하고자 하며, 그들의 구조를 동정하고, 항진균 활성 평가를 통하여 항진균 신약개발 선도물질을 제시하고자 함.

□ 연구내용
- 중국 Anhui Agricultural University의 Yinglao Zhang 그룹에서 특정 환경에서 서식하는 흰개미 채집 및 흰개미 유래 방선균 분리
- 흰개미 유래 방선균 분류, 동정 및 유전자 분석
- 분리된 방선균의 배양 조건 최적화 (cryptic secondary metabolite 생성 유도) 및 대량배양
- 배양물의 LC/MS profiling 및 항진균 활성 screening
- 분리/동정된 방선균의 유전자 분석을 통한 예측적 신규 이차대사산물 탐색
- 소분획별 추출물/분획물의 활성 기반 추적법을 통한 신규 항진균 활성 물질 탐색
- LC/MS/MS를 이용한 분자네트워킹 활용 및 LC/MS 분석 기반 고효율 신규물질 탐색을 활용한 dereplication 기법을 적용하여 신규 생리활성 물질의 효율적 탐색
- 각종 분리 기법 및 HPLC 분리법을 이용하여 신규 이차대사산물 분리 및 정제
- 기기분석학적 데이터를 활용한 분리된 이차대사산물의 구조 분석
- 분리된 이차대사산물에 대한 항진균 활성 평가/항진균 신약 개발을 위한 선도화합물의 가능성 평가

□ 연구결과
- 흰개미 유래 방선균을 분리하고, 연구소재로 Streptomyces neopeptinius 를 선정하여 배양 조건 최적화 및 대량 배양을 성공함.
- LC/MS 분석을 통해 미생물 대사체를 profiling하고, LC/MS/MS를 이용한 분자네트워킹을 통해 신규 물질 생성 가능성을 파악함.
- LC/MS/MS를 이용한 분자네트워킹 활용 및 LC/MS 분석 기반 고효율 신규물질 탐색법을 이용하여 신규물질 4개 포함 21개의 물질을 분리함.
- NMR, UV spectroscopic data 및 HR-MS data 등을 통하여 분리된 물질들의 구조를 동정하고, 신규물질들의 absolute configuration은 ECD calculation을 통하여 검증함.
- 구조 규명된 화합물의 Candida albicans , Cryptococcus neoformans 에 대한 항진균 활성 시험을 진행하여 항진균 활성물질 indole-3-carboxylic acid을 확인.
- 추가적으로, 흰개미 유래 미생물 Actinomadura sp. RB99로부터 4가지의 신규 화합물을 발굴하고, Bacillus siamensis YC-9로부터 항진균 활성 물질을 발굴함.

□ 연구결과의 활용계획
- 새로운 배양법, 새로운 분리 기법, 새로운 화학적 물질 유도체화 기법 개발 가능성 및 신규 항진균제 개발을 위한 선도화합물 개발
- 신약 개발을 위한 새로운 선도화합물을 발견할 수 있는 천연물 소재에 대한 영역을 곤충 공생 박테리아로까지 확대
- 중국 Anhui Agricultural University와의 공동연구를 통한 한-중 국제협력관계 형성

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

Abstract ▼

□ Purpose
- The proposed project will be carried out to discover potential novel antifungal compounds from the termite-associated actinomycetes using strategies of bioassay-guided fractionation (in combination with in-house UV spectrum library), LC/MS-guided isolation, and stimulation of cryptic

□ Purpose
- The proposed project will be carried out to discover potential novel antifungal compounds from the termite-associated actinomycetes using strategies of bioassay-guided fractionation (in combination with in-house UV spectrum library), LC/MS-guided isolation, and stimulation of cryptic secondary metabolites. Accordingly, the project will endeavor to search for novel lead compounds for the development of new antifungal medicines.

□ Contents
- The bacterial strains of termite-associated actinomycetes that are extremely rare will be isolated.
- The secondary metabolites that the target strains possess can be predicted by LC/MS analysis, and the stimulation of cryptic secondary metabolites can be performed.
- With the use of LC/MS-guided isolation method and GNPS analysis, the search for novel components will be efficiently investigated, through utilization of in-house UV spectrum library.
- The isolated secondary metabolites will further be analyzed in terms of their structures as well as anti-fungal activities.
- The potential of possible application of novel lead compounds in the development of new antifungal medicines will be evaluated.

□ Results
- Termite-associated actinomycetes were isolated, and Streptomyces neopeptinius as an interesting stain for this study was selected, where the optimization of cultivation condition and large scale cultivation was performed.
- By LC/MS analysis and GNPS analysis using LC/MS/MS data, chemical profile and novel compounds were analyzed and investigated.
- By LC/UV/MS-guided analysis, 21 compounds including 4 new compounds were isolated.
- Chemical structures of new compounds were determined by HR-ESI-MS, 1D and 2D NMR experiments, and their absolute structures were elucidated based on ECD calculations.
- The isolated compounds were tested for antifungal activities against Candida albicans and Cryptococcus neoformans , and indole-3-carboxylic acid showed the most potent antifungal activity.
- Additionally, four new madurastatin derivatives were isolated from termite-associated Actinomadura sp. RB99, and C15-surfactin with antifungal activity was isolated from termite-associated Bacillus siamensis

□ Expected Contribution
- Discovery of lead compounds for the development of new antifungal medicine
- Establishment of cooperative partners between Korea and China in regards to the foundation for the future promotion of substantive cooperation

(source : Summary 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구결과 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 4
• 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 과제 개요 ... 5
• 2. 수행내용 및 결과 ... 6
• 3. 자체평가 ... 14
• 4. 연구결과의 활용 계획 ... 15
• 5. 연구과정에서 수집한 해외 정보 ... 15
• 6. 참고문헌 ... 16
• 7. 연구성과 ... 17
• 8. 기타사항 ... 17
• 붙임 대표성과 ... 18
• 끝페이지 ... 18