WO2013115619A2 - 신규한 항균성 화합물 - Google Patents

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WO2013115619A2
WO2013115619A2 PCT/KR2013/000879 KR2013000879W WO2013115619A2 WO 2013115619 A2 WO2013115619 A2 WO 2013115619A2 KR 2013000879 W KR2013000879 W KR 2013000879W WO 2013115619 A2 WO2013115619 A2 WO 2013115619A2
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penicillium
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김원곤
김녕
손미진
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한국생명공학연구원
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14—Greenhouses
    • A01G9/1423—Greenhouse bench structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16B7/04—Clamping or clipping connections
    • F16B7/0406—Clamping or clipping connections for rods or tubes being coaxial
    • F16B7/0413—Clamping or clipping connections for rods or tubes being coaxial for tubes using the innerside thereof

Definitions

  • the present invention relates to an antimicrobial compound, and more particularly, to a novel compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, which exhibits antimicrobial activity, a penicillium strain extract comprising the compound, a fraction of the extract, and the compound.
  • an antimicrobial composition comprising a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient, a pharmaceutical composition for treating food poisoning, a pharmaceutical composition for preventing or treating purulent infection, and a method for treating food poisoning or purulent infection comprising administering the composition, Enoyl-ACP reductase FabI activity inhibiting composition and a method for producing the compound.
  • Fatty acid biosynthesis is an integral part of cell membrane formation and therefore plays an indispensable role in bacterial growth. And these fatty acid biosynthesis processes in cells are biochemical processes that are essential in all living cells. Fatty acid biosynthesis processes in higher animals and bacteria have some differences in enzyme-related processes. In higher animals, fatty acids are synthesized by one large polypeptide called fatty acid enzymes (FAS), but in bacterial systems several enzymes with one function are involved in each reaction. This difference leads to selectivity between the host mammal and bacteria during fatty acid biosynthesis (Campbell, J. W., et al., Annu. Rev. Microbiol., 2001, 55: 305-332).
  • FAS fatty acid enzymes
  • Fatty acid biosynthesis consists of four steps: condensation, reduction, dehydration and reduction.
  • trans-2-enoyl-ACP was converted into acyl-ACP by the anoyl-ACP reductase FabI, a kind of NADH (NADPH) -dependent enoyl-acyl-carrier protein (ACP) reductase.
  • NADH NADH
  • ACP enoyl-acyl-carrier protein
  • the trans-2-enoyl-ACP (FabI) enzyme used in the last step is a rate determining step and is a major regulatory point in the overall synthesis of FAS (Heath, RJ, et al., J. Biol. Chem) , 1995, 270: 26538-26542).
  • Bacterial enoyl-ACP reductase which promotes a final and rate determining step in bacterial fatty acid synthesis, has been demonstrated as a novel target in the development of antimicrobials. It has been found that the antimicrobial target of triclosan, a broad biocide for many types of consumer products, and isoniazid, which has been used for the treatment of tuberculosis for 50 years, has been the enoyl-ACP reductase. Enoyl-ACP reductase has four types of isoforms: FabI, FabK, FabL, and FabV. Among them, FabI was well conserved among important pathogenic bacteria including methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), and it was reported that various inhibitors of the synthesis of FabI had broad antibacterial activity.
  • MRSA methicillin-resistant Staphylococcus aureus
  • the present inventors have diligently researched to develop a novel antimicrobial compound that can effectively inhibit the growth of harmful bacteria by effectively inhibiting the activity of Enoyl-ACP reductase, resulting from the Penicillium verruculosum F375 strain, a strain of the genus Penicillium. It was confirmed that the two new compounds extracted not only effectively inhibited the activity of the anoyl-ACP reductase, but also inhibited the growth of Staphylococcus aureus and Bacillus bacteria, thereby completing the present invention.
  • One object of the present invention is to provide a novel compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof exhibiting antimicrobial activity.
  • Another object of the present invention to provide an antimicrobial composition
  • an antimicrobial composition comprising a penicillium strain extract, the fraction of the extract, the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient comprising the compound.
  • Still another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for treating food poisoning comprising penicillium strain extract containing the compound, a fraction of the extract, the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • Another object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating purulent infections comprising penicillium strain extract, the fraction of the extract, the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient comprising the compound as an active ingredient. It is.
  • Still another object of the present invention is to provide a method for treating food poisoning or purulent infection, comprising administering the composition.
  • Still another object of the present invention is to provide a composition for inhibiting the genome of Penicillium strain comprising the compound, fractions of the extract, the Enoyl-ACP reductase FabI activity comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof. It is.
  • Another object of the present invention is to provide a method for preparing the compound.
  • the compound of the present invention exhibits antimicrobial activity of inhibiting the growth of Bacillus and Staphylococcus aureus, which cause food poisoning or purulent infection by inhibiting the activity of Enoyl-ACP reductase, the development of a therapeutic agent for food poisoning and purulent infection It can be widely used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing HMBC and NOE associations of Compounds 1 and 2.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing HMBC and NOE associations of Compounds 1 and 2.
  • the present invention provides a compound of the general formula (I) or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
  • R is to be.
  • the compound provided in the present invention may be a compound of the following general formula (II) or (III).
  • the present inventors extracted the Penicillium verruculosum F375 strain, a strain of the genus Penicillium with acetone to obtain an extract, fractionated it with ethyl acetate, and then separated Sephadex LH-20 column chromatography and silica gel 60 RP-18 F254 plate.
  • Berrulactones A and B identified above are symmetric or asymmetric dimers of novel alternariols, respectively.
  • Alternariol was isolated from Alternaria sp., A fungal endophyte.
  • Several derivatives of alternariol have been reported from fungi, lichens and plants.
  • Alternaria sp.Alternariol 9-sulfate derived from, 9-O-methylalternariol derived from the plants Anthocleista djalonensis and Penicillium diversum, 2-chloro- derived from the fungus Lachnum palmae 2-chloro-9-O-methylalternariol, and graphislactone F and E from lichen Graphis prunicola have been reported.
  • alternariol The dimer compounds of the alternariols were first identified in the present invention.
  • Alternariol, alternariol 9-sulfate and 9-O-methyl alternariol have been reported to show cytotoxicity in cancer cells and to inhibit protein kinase.
  • Alternariol has also been reported to have an estrogen effect as well as an inhibitory effect on cell proliferation by inhibiting the cell cycle.
  • the antimicrobial activity of alternariol and its derivatives has not been reported so far.
  • the term "Penicillium sp. Strain” refers to a microorganism of fungi belonging to a blue fungus having a broom-shaped conidia bag.
  • the strain of the genus Persilium may preferably be Penicillium verruculosum, more preferably Penicillium verruculosum F375 strain, but is not particularly limited thereto.
  • the penicillium strain may be used as a parent strain to produce an antimicrobial compound provided by the present invention, but is not particularly limited thereto.
  • extract means water, lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms (methanol, ethanol, propanol or butanol, etc.), organic solvents (hexane, acetone, chloroform, methyl acetate, etc.), mixed solvents thereof. It means the result obtained by extraction and the like, the result includes all of the extract, the dilution or concentrate of the extract, the dried product obtained by drying the extract, or these modifiers or purified products.
  • the extract is a result obtained by extracting the genus Pericillium sp.
  • an organic solvent and may include an antimicrobial compound provided by the present invention, but is not particularly limited thereto.
  • the present invention provides an antimicrobial composition or an enoyl-containing strain extract of the genus Penicillium strain comprising the Berlactone A and B, a fraction of the extract, the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
  • a composition for inhibiting ACP reductase FabI activity is provided.
  • Berlactones A and B derived from the penicillium strain extract of the present invention not only show the effect of inhibiting the activity of the Enoyl-ACP reductase FabI derived from Staphylococcus aureus (Example 3-1), yellow As well as staphylococcus and methicillin-resistant Staphylococcus aureus as well as inhibiting cell growth of Bacillus cereus strains (Example 3-2), it was confirmed that exhibits antimicrobial activity.
  • fraction of the present invention means the result obtained by the fractionation method of separating a specific component or a specific group from a mixture comprising various components.
  • the extract of the genus Penicillium strain may be the result of fractionation by a solvent fractionation method using a solvent such as n-hexane, ethyl acetate, including both polar solvent fractions and nonpolar solvent fractions, specifically The methanol fraction, ethyl acetate fraction and the like can all be used.
  • Staphylococcus aureus refers to a gram-positive, anaerobic bacterium that forms agglomerates (lumps) as it grows.
  • the Staphylococcus aureus is used on the skin and nasal surfaces of healthy humans or domestic animals. In general, it produces food poisoning by producing exogenous toxins that are heat-resistant, and secretes toxins (leucosidine), hemolysin, and coagulation enzymes that kill phagocytes, which can lead to purulent infections from the resistance of infected host cells.
  • MRSA methicillin-resistant Staphylococcus aureus
  • Staphylococcus aureus a strain that is resistant to most antibiotics, etc.
  • the Staphylococcus aureus may be used as a target of the antimicrobial compound provided by the present invention. It is not particularly limited to this.
  • Bacillus bacterium refers to a generic name for a class of bacteria formed in a bar. In general, about 148 species are known to live in various natural environments such as people's living environment and soil, and representative species include Bacillus subtilis and Bacillus cereus. For the purpose of the present invention, the Bacillus bacteria may be used as a target of the antimicrobial compound provided in the present invention, but is not particularly limited thereto.
  • the term "food poisoning” refers to a series of syndromes caused by toxic substances contained in ingested food. Depending on the cause, bacterial food poisoning that causes symptoms by infection by bacteria itself or toxins produced by bacteria, natural food poisoning caused by animal or vegetable toxins present in nature, and chemical food poisoning that causes symptoms by artificial chemicals. Are distinguished.
  • the food poisoning may be bacterial food poisoning caused by Staphylococcus aureus or Bacillus bacteria directly affected by the compound of the present invention, but is not particularly limited thereto.
  • purulent infectious disease refers to a disease that causes pain while a bacterium (pseudomonas aeruginosa) is infected on a traumatic site and purulent (a pus) occurs.
  • Diseases belonging to the purulent infectious disease include otitis media, cystitis, purulent acne, rashes, rashes, cellulitis, dysentery, lymphangiitis, etc., and the purulent bacteria causing these include staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, It is not particularly limited to this.
  • antibacterial or antimicrobial activity of the present invention means a property that resists microorganisms such as bacteria and fungi, and more specifically, antibiotics and the like means properties that inhibit the growth or proliferation of bacteria.
  • the antimicrobial or antimicrobial activity is preferably a microorganism essentially comprising an anoyl-ACP reductase, more preferably Staphylococcus aureus or Bacillus, most preferably methicillin resistant Staphylococcus aureus, yellow Staphylococcus RN4220, Bacillus cereus (Bacillus cereus) and the like can be used as a property to inhibit the growth or proliferation, but is not particularly limited thereto.
  • the present invention is penicillium strain extract comprising the compound, fractions of the extract, pharmaceutical composition for treating food poisoning or purulent infections comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient Or it provides a pharmaceutical composition for treatment.
  • ver lactones A and B present in the present invention exhibits an activity of inhibiting cell growth of not only Staphylococcus aureus and methicillin resistant Staphylococcus aureus, but also Bacillus cereus strains. It is clear that not only can treat food poisoning symptoms caused by Staphylococcus aureus and Bacillus cereus strains, but can also be used to treat or prevent purulent infections caused by Staphylococcus aureus. In addition, it is apparent to those skilled in the art that the treatment or prophylactic effect of food poisoning and purulent infections may be exhibited not only by belactone A and B but also by penicillium strain extracts or fractions thereof. .
  • compositions of the present invention may further comprise suitable carriers, excipients and diluents commonly used in the manufacture of pharmaceutical compositions.
  • suitable carriers excipients and diluents commonly used in the manufacture of pharmaceutical compositions.
  • the pharmaceutical compositions of the present invention may be used in the form of oral dosage forms, external preparations, suppositories, and sterile injectable solutions, such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, and aerosols, respectively, according to conventional methods. have.
  • carriers, excipients and diluents that can be included in the pharmaceutical composition include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia rubber, alginate, gelatin, calcium phosphate, Calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil.
  • Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, and such solid preparations include at least one excipient such as starch, calcium carbonate, in the red bean extract and fractions thereof. , Sucrose or lactose, gelatin and the like are mixed and prepared. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium styrate and talc are also used.
  • Liquid preparations for oral use may include various excipients, such as wetting agents, sweeteners, fragrances, preservatives, etc., in addition to water and liquid paraffin, which are commonly used to include suspensions, solutions, emulsions, and syrups. have.
  • Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, suppositories.
  • non-aqueous solvent and suspending agent propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, injectable ester such as ethyl oleate, and the like can be used.
  • As the base of the suppository witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin butter, glycerogelatin and the like can be used.
  • the present invention provides a method for treating food poisoning or purulent infection in an animal other than a human, comprising administering to a subject in need thereof a therapeutic composition comprising the compound.
  • the treatment method according to the present invention is a method for treating animals except humans, it does not mean that such treatment method is ineffective in humans.
  • food poisoning or purulent infectious disease which can improve symptoms by administration of the therapeutic composition according to the present invention, can be sufficiently used in the treatment of humans.
  • the term "animal except for humans” refers to horses, sheep, pigs, goats, camels, antelope, Means animals such as dogs.
  • administration means introducing a predetermined substance into the animal by any suitable method, and the route of administration of the therapeutic composition according to the present invention is administered orally via any general route as long as it can reach the target tissue.
  • parenteral administration e.g., applied intravenously, subcutaneously, intraperitoneally or topically
  • the dosage of the therapeutic composition of the present invention depends on the condition and weight of the patient, the extent of the disease, the form of the drug, the route of administration and the duration, and may be appropriately selected by those skilled in the art.
  • the therapeutic composition of the present invention may be administered at 0.1 to 50 mg / kg, more preferably at 5 to 30 mg / kg, and most preferably at about 30 mg / kg. Can be.
  • the therapeutic composition of the present invention may be administered once or several times daily as necessary in the above-mentioned dosage, alone or for surgery or hormone therapy, drug treatment and biological treatment for the prevention or treatment of pathogenic bacteria and resistant bacteria. Although it can be used in combination with methods using reaction modifiers, these methods of administration are not particularly limited so long as the purpose of treating food poisoning or purulent infections can be achieved.
  • the present invention is a penicillium strain extract comprising the compound, a fraction of the extract, a food composition for the prevention or improvement of purulent infections comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient To provide.
  • the term "functional food” of the present invention is the same term as a food for special health use (FOSHU), and in addition to the nutritional supply, the medical and medical effects are processed so that the bioregulatory function appears efficiently It means high food.
  • the term "health food” refers to a food having an active health maintenance or promotion effect compared to a general food
  • a health supplement food refers to a food for health supplement purposes. Accordingly, the terms functional foods, health foods, and dietary supplements are favored.
  • the foods may be prepared in various forms such as tablets, capsules, powders, granules, liquids, pills, etc. in order to obtain useful effects in improving and restoring liver function. have.
  • Perillarium strain extract of the genus Verlactone A and B, fractions of the extract, the compound or a pharmaceutically acceptable salt of the compound is 0.01 to 100% by weight, more preferably based on the total weight of the food composition Contains 1 to 80% by weight.
  • the composition may include additional ingredients that are commonly used in food compositions to improve the smell, taste, time and the like. For example, it may include vitamins A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, niacin, biotin, folate, panthotenic acid, and the like.
  • minerals such as zinc (Zn), iron (Fe), calcium (Ca), chromium (Cr), magnesium (Mg), manganese (Mn), copper (Cu) and chromium (Cr) may be included. It may also contain amino acids such as lysine, tryptophan, cysteine, valine and the like.
  • preservatives potassium sorbate, sodium benzoate, salicylic acid, sodium dehydroacetate, etc.
  • fungicides bleaching powder and highly bleaching powder, sodium hypochlorite, etc.
  • antioxidants butylhydroxyanisol (BHA), butylhydroxytoluene ( BHT), etc.
  • colorants such as tar pigments
  • colorants such as sodium nitrite, sodium nitrite
  • bleach sodium sulfite
  • seasonings such as MSG glutamate
  • sweeteners ducin, cyclate, saccharin, sodium, etc.
  • Food additives such as flavors (vanillin, lactones, etc.), swelling agents (alum, potassium D-tartrate, etc.), reinforcing agents, emulsifiers, thickeners (pigments), coatings, gum herbicides, foam inhibitors, solvents, improvers, etc.
  • the additive is selected according to the type of food and used in an appropriate amount
  • a food composition comprising a peririum strain extract comprising the compound of formula (I), a fraction of the extract, the compound or a pharmaceutically acceptable salt of the compound Functional foods for prevention or improvement can be prepared.
  • processed foods that improve the shelf life at the same time by modifying the properties of agricultural products, livestock products or aquatic products using the composition.
  • processed foods include, for example, sweets, beverages, alcoholic beverages, fermented foods, canned foods, milk processed foods, land processed foods, noodles and the like.
  • Confections include biscuits, pies, cakes, breads, candies, jelly, gum, cereals (including meal substitutes such as grain flour).
  • Beverages include carbonated drinks, functional hot drinks, juices (eg, apples, pears, grapes, aloes, citrus fruits, peaches, carrots, tomato juices, etc.), Sikhye, and the like.
  • Alcoholic beverages include sake, whiskey, shochu, beer, liquor, fruit wine, and the like.
  • Fermented foods include soy sauce, miso, and red pepper paste.
  • Canned food includes canned seafood (eg, canned tuna, mackerel, saury, canned seashells, etc.), canned livestock (eg beef, pork, chicken, turkey canned, etc.), canned produce (corn, peaches, canned apples, etc.).
  • Milk processed foods include cheese, butter, yogurt, and the like.
  • Processed meat products include pork cutlet, beef cutlet, chicken cutlet and sausage. Includes sweet and sour pork, nuggets, breadfruits and more. Noodles, such as sealed packaging fresh noodles, are included.
  • the composition may be used in retort food, soups and the like.
  • the present invention provides a method for preparing the compound.
  • the method for preparing a compound of formula (I) comprises the steps of (a) culturing a penicillium sp strain to obtain a culture; (b) extracting the culture with acetone to obtain an extract, and fractionating the extract with ethyl acetate to obtain a fraction; And (c) subjecting the fractions to chromatography to obtain a compound of formula (I).
  • the penicillium strain is not particularly limited, but it is preferable to use the Penicillium verruculosum F375 strain, and the chromatography is performed using Sephadex LH-20 column chromatography and silica gel 60 RP-18 F254 plate. It is preferable to apply to perform the thin layer chromatography used sequentially.
  • Strain culture for producing a compound of the present invention can be cultured in a medium containing a nutrient source that can be used by conventional microorganisms.
  • a nutrient source of the strain can be used without limitation, a nutrient source commonly used in the art, preferably a known nutrient source used in the conventional culture of the fungus can be used.
  • a carbon source glucose, starch syrup, dextrin, starch, molasses, animal oil, vegetable oil, etc.
  • the culture temperature is slightly different depending on the conditions when the culture in each of the above conditions, it is usually suitable to incubate at 20 to 37 °C, preferably can be cultured at 26 to 30 °C.
  • the culture period can also be cultured for a known period used in the art, the period can be adjusted as necessary.
  • shaking and stationary cultures can be cultured for 4 days to 7 days, and the yield of the compound of the present invention was confirmed to reach the highest value during the culture period.
  • culturing the strain under the conditions as described above yields the compound of the present invention (Example 1), and the compound of the present invention may be present in the culture medium as well as the cells. Therefore, it can be efficiently separated and purified according to the following method for effective extraction.
  • Penicillium verruculosum F375 strains were isolated from the soil collected at the Geumwang-ri, Yangdong-myeon, Yangpyeong-myeon, Gyeonggi-do, Korea. %, pH 5.6 ⁇ 5.8) and incubated for 3 days at 28 °C. 5 mL of the culture was inoculated again in 100 mL culture medium and incubated for 14 days under the same conditions. As a result, berulactone A and B were produced from 10 days. After the incubation was completed, acetone was added to the culture so as to have a final concentration of 50%, extracted, and centrifuged at 8000 rpm for 20 minutes to obtain a supernatant.
  • the supernatant was concentrated in vacuo, and the concentrate was mixed three times with the same volume of ethyl acetate to obtain an ethyl acetate fraction.
  • the obtained ethyl acetate fraction was dried in vacuo to give 2.8 g of a dried product.
  • the dried product was subjected to Sephadex LH-20 (Amersham Biosciences) column chromatography to elute with methanol to obtain an active fraction.
  • the obtained active fractions were concentrated in vacuo to form a yellow residue (560 mg). The residue was again subjected to Sephadex LH-20 column chromatography and eluted with methanol to give two active fractions.
  • the obtained compounds 1 and 2 were subjected to an analytical HPLC column (4.6 ⁇ 250 mm, S-4 ⁇ M, YMC C18) chromatography, where ACN-water (0.05%) containing 0.025% TFA as the developing solvent was used. 55), and the flow rate was set to 0.9 ml / min. As a result, the compounds 1 and 2 showed retention times of 10.1 minutes and 11.9 minutes, respectively, and showed purity of 99.5% or more at 210 nm.
  • Table 1 above shows the 1 H (500 MHz) and 13 C (125 MHz) NMR spectral data of compounds 1 and 2 under DMSO-d6.
  • the compound 1 represents the molecular formula of C28H18O12
  • IR analysis the compound 1 was confirmed to include a carbonyl group (1662 / cm) and a hydroxyl group (3448 / cm) could.
  • H-4 also showed a weak HMBC association with two sp2 quaternary carbons showing ⁇ 137.8 (C-10a) and 121.3 (C-1).
  • ion peaks showing m / z 545 [MH]-, 547 [M + H] +, 569 [M + Na] + were observed in ESI-MS and m / z 547 [in FAB-MS. Ion peaks showing M + H] + were also detected.
  • compound 1 is 2,3,7-trihydroxy-9-methoxy-6H-dibenzo [b, d] pyran-6-one (2,3,7-trihydroxy represented by formula (II) -9-methoxy-6H-dibenzo [b, d] pyran-6-one) was identified as a novel symmetric dimer at C-1 and was named "Verrulactone A”.
  • H-4 ' is not only three oxidized sp2 quaternary carbons showing ⁇ 147.0 (C-10'a), ⁇ 143.6 (C-3') and ⁇ 142.2 (C-2 '), but also ⁇ 137.4 (C- The sp2 quaternary carbons showing 4'b) showed strong HMBC association, but not the sp2 quaternary carbons with ⁇ 109.2 (C-4'a).
  • NOE nuclear overhauser effect
  • compound 2 is 2,3,7-trihydroxy-9-methoxy-6H-dibenzo [b, d] pyran-6-one represented by formula (III) (2,3,7-trihydroxy- It was identified as a novel asymmetric dimer of 9-methoxy-6H-dibenzo [b, d] pyran-6-one) and was named "Verrulactone B".
  • berulactone A represents an IC50 value of 0.92 ⁇ M
  • berulactone B represents an IC50 value of 1.14 ⁇ M
  • Example 3-2 Cell growth inhibitory activity of Staphylococcus aureus and methicillin-resistant Staphylococcus aureus
  • berulactone A and B can inhibit cell growth of various bacteria including Staphylococcus aureus and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) (Table 3).
  • berulactone A has a minimum inhibitory concentration (MIC) of 8-16 ⁇ g / mL and Staphylococcus aureus RN4220, including methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) CCARM 3167 and It showed antimicrobial activity against Bacillus cereus KCTC 1661, but did not inhibit the growth of E. coli KCTC 1683 and Psedomonas aeruginosa KCTC 2004.
  • MRSA methicillin resistant Staphylococcus aureus
  • berulactone B exhibited a MIC of 16-32 ⁇ g / mL and showed about twice as weak antimicrobial activity to Staphylococcus aureus and methicillin resistant Staphylococcus aureus compared to berulactone A.

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Abstract

본 발명은 항균활성을 나타내는 신규한 화합물 또는 그의 약학적으로 허용되는 염, 상기 화합물을 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 항균 조성물, 식중독 치료용 약학 조성물, 화농성감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물, 상기 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 식중독 또는 화농성감염증을 치료하는 방법, 에노일-ACP 환원효소 FabI 활성 억제용 조성물 및 상기 화합물의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 화합물은 에노일-ACP 환원효소의 활성을 억제하여 식중독 또는 화농성감염증의 원인이 되는 바실러스균 및 황색포도상구균의 성장을 억제하는 항균활성을 나타내므로, 식중독 및 화농성감염증의 치료제의 개발에 널리 활용될 수 있을 것이다.

Description

신규한 항균성 화합물
본 발명은 항균성 화합물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 항균활성을 나타내는 신규한 화합물 또는 그의 약학적으로 허용되는 염, 상기 화합물을 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 항균 조성물, 식중독 치료용 약학 조성물, 화농성감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물, 상기 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 식중독 또는 화농성감염증을 치료하는 방법, 에노일-ACP 환원효소 FabI 활성 억제용 조성물 및 상기 화합물의 제조방법에 관한 것이다.
항생제 사용이 점점 빈번해짐에 따라 내성 발전률 또한 증가하게 되었다. 이렇듯 우리의 본질적인 삶을 위협하는 문제들에 맞서기 위해서 새로운 항생물질을 찾아 발전시키는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다.
새로운 항생물질을 개발하기 위하여는 기존 항생제들의 변형(modification)을 통해 유도체를 만들어내는 것보다는 완전히 새로운 타겟을 발굴하여 항생제를 개발하는 것이 내성균 극복을 위해서는 바람직한 접근 방식으로 적합하다. 이러한 면에서 잠재력 있는 박테리아 타겟 중에서 박테리아 지방산 생합성(bacterial fatty acid biosynthesis)은 새로운 항생제 타겟으로 주목받고 있다(Heath, R. J., et al., Prog. Lipid Res., 2001, 40:467-497).
지방산 생합성은 세포막 형성에 중요한 부분이 되기 때문에, 박테리아 성장에 있어서 필수불가결한 역할을 한다. 그리고 세포내의 이들 지방산 생합성 과정은 살아있는 모든 세포 내에서는 필수적으로 존재하는 생화학적 과정이다. 고등동물과 세균에서 지방산 생합성 과정은 효소관련에 있어서 약간의 차이를 가지게 된다. 고등동물에서는 지방산은 지방산효소 (FAS)라 불리우는 하나의 큰 폴리펩타이드에 의해서 합성되나, 세균의 시스템에서는 하나의 기능을 가진 여러 효소들이 별도로 존재하여 각각의 반응에 관여하게 된다. 이러한 차이점으로 인해 지방산 생합성 과정에서 숙주인 포유동물과 박테리아 간의 선택성을 가지게 된다(Campbell, J. W., et al., Annu. Rev. Microbiol., 2001, 55:305-332).
지방산 생합성은 축합, 환원, 탈수, 환원의 4단계로 이루어진다. 그리고 지방산 생합성에서 마지막 단계로 NADH(NADPH)-의존 에노일-ACP(acyl-carrier protein) 환원효소의 일종인 에노일-ACP 환원효소 FabI에 의해 트랜스-2-에노일-ACP가 아실-ACP로 환원되는 과정이 일어난다. 마지막 단계에서 사용되는 트랜스-2-에노일-ACP(FabI) 효소는 속도결정단계로써 전반적인 FAS의 합성단계에서 주요한 제어 포인트(regulatory point)이다(Heath, R. J., et al., J. Biol. Chem., 1995, 270:26538-26542).
세균의 지방산 합성 과정에서 마지막 및 속도 결정 단계를 촉진시키는 세균의 에노일-ACP 환원효소는 항균제 개발에 있어서 신규한 표적으로 입증되어 왔다. 많은 종류의 소비재에 대한 광범위한 살생물제인 트리클로산(triclosan) 및 50년간 결핵의 치료에 사용되었던 아이소나이아지드(isoniazid)의 항균 표적이 에노일-ACP 환원효소임이 밝혀졌다. 에노일-ACP 환원효소는 팹 아이(FabI), 팹 케이(FabK), 팹 엘(FabL) 그리고 팹 브이(FabV) 총 4가지 종류의 이형체(isoform)을 가진다. 그중에서 FabI는 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA, methicillin-resistant Staphylococcus aureus)을 포함하는 중요한 병원성 세균들 사이에서 잘 보존되어 있으며 다양한 FabI의 합성 억제제들이 광역 항균 활성을 가졌음이 보고되었다.
본 발명자들은 에노일-ACP 환원효소의 활성을 효과적으로 억제함으로써, 유해균의 증식을 억제할 수 있는 신규한 항균성 화합물을 개발하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 페니실리움 속 균주의 일종인 Penicillium verruculosum F375 균주로부터 추출한 2종류의 신규한 화합물이 에노일-ACP 환원효소의 활성을 효과적으로 억제할 뿐만 아니라, 황색포도상구균 및 바실러스균의 성장을 억제할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 항균활성을 나타내는 신규한 화합물 또는 그의 약학적으로 허용되는 염을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 화합물을 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 항균 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 화합물을 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 식중독 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 화합물을 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 화농성감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 식중독 또는 화농성감염증을 치료하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 화합물을 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 에노일-ACP 환원효소 FabI 활성 억제용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 화합물은 에노일-ACP 환원효소의 활성을 억제하여 식중독 또는 화농성감염증의 원인이 되는 바실러스균 및 황색포도상구균의 성장을 억제하는 항균활성을 나타내므로, 식중독 및 화농성감염증의 치료제의 개발에 널리 활용될 수 있을 것이다.
도 1은 화합물 1과 2의 HMBC 및 NOE 연관성을 나타내는 개략도이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시양태로서, 본 발명은 하기 일반식 (I)의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 제공한다.
Figure PCTKR2013000879-appb-I000001
(I)
상기 식에서,
R은
Figure PCTKR2013000879-appb-I000002
이다.
보다 구체적으로, 본 발명에서 제공하는 화합물은 하기 일반식 (II) 또는 (III)의 화합물이 될 수 있다.
Figure PCTKR2013000879-appb-I000003
(II)
Figure PCTKR2013000879-appb-I000004
(III)
본 발명자들은 페니실리움 속 균주의 일종인 Penicillium verruculosum F375 균주를 아세톤으로 추출하여 추출물을 수득하고, 이를 에틸아세테이트로 분획한 다음, 세파덱스 LH-20 컬럼 크로마토그래피 및 실리카 겔 60 RP-18 F254 판을 이용한 박층 크로마토그래피에 순차적으로 적용하여 에노일-ACP 환원효소의 활성을 억제할 수 있는 두가지 화합물을 정제하고 이를 동정한 결과, 하나는 상기 일반식 (II)로 표시되는 2,3,7-트리히드록시-9-메톡시-6H-디벤조[b,d]피란-6-온(2,3,7-trihydroxy-9-methoxy-6H-dibenzo[b,d]pyran-6-one)의 C-1에서의 신규한 대칭 이합체(이하, "베르락톤 A(Verrulactone A)"라 함)이고, 다른 하나는 상기 일반식 (III)으로 표시되는 2,3,7-트리히드록시-9-메톡시-6H-디벤조[b,d]피란-6-온(2,3,7-trihydroxy-9-methoxy-6H-dibenzo[b,d]pyran-6-one)의 신규한 비대칭 이합체(이하, "베르락톤 B(Verrulactone B)"라 함)임을 확인하였다.
상기 규명된 베루락톤 A 및 B는 각각 신규한 알테르나리올(alternariol)의 대칭 또는 비대칭 이합체이다. 알테르나리올은 진균 내생생물(fungal endophyte)인 Alternaria sp.로부터 분리되었다. 알테르나리올의 몇몇 유도체들이 균류, 지의류 및 식물들로부터 보고되었다. Alternaria sp.유래의 알테르나리올 9-설페이트(alternariol 9-sulfate), 식물 Anthocleista djalonensis와 Penicillium diversum 유래의 9-O-메틸알테르나리올(9-O-methylalternariol), 반균류 Lachnum palmae 유래의 2-클로로-9-O-메틸알테르나리올(2-chloro-9-O-methylalternariol), 그리고 지의류 Graphis prunicola 유래의 그라피스란톤(graphislactone) F 및 E들이 보고되었다. 알테르나리올류의 이합체 화합물에 대해서는 본 발명에서 처음으로 규명하였다. 알테르나리올, 알테르나리올 9-설페이트 및 9-O-메틸알테르나리올은 암세포에서 세포 독성을 보이며 단백질 키나아제(protein kinase)를 억제하는 것으로 보고되었다. 알테르나리올은 또한 세포 주기를 저해함으로써 세포 증식에 대하여 억제 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 에스트로젠 효과(estrogenic potential)을 가지는 것으로 보고되었다. 그러나 알테르나리올 및 그 유도체의 항균 활성은 아직까지 보고되지 않았다.
본 발명의 용어 "페리실리움 속(Penicillium sp.) 균주"란, 빗자루 모양의 분생자(分生子) 자루를 가진 푸른곰팡이에 속하는 진균류의 미생물을 의미한다. 상기 페리실리움 속 균주는 바람직하게는 Penicillium verruculosum이 될 수 있고, 보다 바람직하게는 Penicillium verruculosum F375 균주가 될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 목적상 상기 페니실리움 속 균주는 본 발명에서 제공하는 항균성 화합물을 생성하는 모균주로 사용될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 용어 "추출물"이란, 목적물질을 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜(메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올 등), 유기용매(헥산, 아세톤, 클로로포름, 메틸아세테이트 등), 이들의 혼합 용매 등으로 추출하여 수득한 결과물을 의미하는데, 상기 결과물은 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 또는 이들 조정제물 또는 정제물 등을 모두 포함한다. 본 발명의 목적상 상기 추출물은 페리실리움 속(Penicillium sp.) 균주를 유기용매로 추출하여 수득한 결과물로서, 본 발명에서 제공하는 항균성 화합물을 포함할 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
다른 양태로서, 본 발명은 상기 베르락톤 A 및 B를 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 항균 조성물 또는 에노일-ACP 환원효소 FabI 활성 억제용 조성물을 제공한다.
본 발명의 페니실리움 속 균주 추출물로부터 유래된 베르락톤 A 및 B는 황색포도상구균에서 유래된 에노일-ACP 환원효소 FabI의 활성을 억제하는 효과를 나타낼 뿐만 아니라(실시예 3-1), 황색포도상구균과 메티실린 내성 황색포도상구균 뿐만 아니라 바실러스 세레우스 균주의 세포성장을 억제하는 활성을 나타내므로(실시예 3-2), 항균활성을 나타냄을 확인하였다.
본 발명의 용어 "분획물"은 다양한 구성성분을 포함하는 혼합물로부터 특정성분 또는 특정 그룹을 분리하는 분획방법에 의하여 얻어진 결과물을 의미한다. 본 발명에서는 바람직하게는 페니실리움 속 균주의 추출물을 n-헥산, 에틸아세테이트 등의 용매를 이용한 용매분획방법으로 분획한 결과물일 수 있으며, 극성 용매 분획물과 비극성 용매 분획물을 모두 포함하며, 구체적으로는 메탄올 분획물, 에틸아세테이트 분획물 등이 모두 사용될 수 있다.
본 발명의 용어 "황색포도상구균(Staphylococcus aureus)이란, 생육함에 따라 세포집괴(덩어리)를 형성하는 그람양성의 통성혐기성 세균을 의미한다. 상기 황색포도상구균은 건강한 사람이나 가축의 피부와 비강 표면에 일반적으로 존재하고, 내열성인 외독소를 생산하여 식중독을 일으키며, 식세포를 죽이는 독소(류코시딘), 용혈소, 응고효소 등을 분비하여 감염숙주세포의 저항성에서 벗어나 화농성감염증을 일으킬 수 있다. 최근 병원내 등에서 대부분의 항생물질에 저항성을 나타내는 균주인 MRSA(methicillin-resistant Staphylococcus aureus) 역시 황색포도상구균에 속한다. 본 발명의 목적상 상기 황색포도상구균은 본 발명에서 제공하는 항균성 화합물의 표적으로 사용될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 용어 "바실러스균"이란, 막대형(bar)으로 생긴 세균 부류를 총칭하는 명칭을 의미한다. 대체로 사람들의 생활환경이나 토양 등 다양한 자연환경에 서식하는데 현재는 약 148여종이 알려져 있으며, 대표적인 종류로는 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis)와 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 종이 있다. 본 발명의 목적상 상기 바실러스균은 본 발명에서 제공하는 항균성 화합물의 표적으로 사용될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 용어 "식중독"이란, 섭취한 음식물에 포함된 독성 물질 때문에 발생한 일련의 증후군을 의미한다. 그 원인에 따라 세균 자체에 의한 감염이나 세균에서 생산된 독소에 의해 증상을 일으키는 세균성 식중독, 자연계에 존재하는 동물성 혹은 식물성 독소에 의한 자연독 식중독, 인공적인 화학물에 의해 증상을 일으키는 화학성 식중독 등으로 구별된다. 본 발명의 목적상 상기 식중독은 본 발명의 화합물에 의하여 직접적으로 영향을 받는 황색포도상구균 또는 바실러스균에 의하여 유발되는 세균성 식중독이 될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 용어 "화농성감염증"이란, 외상부위에 세균(화농균)이 감염되어 화농(고름)이 발생하면서 통증을 유발하는 질환을 총칭하여 의미한다. 상기 화농성감염증에 속하는 질환으로는 중이염, 방광염, 화농성여드름, 뾰두라지, 뾰두라지몰림, 봉과직염, 생손앓이, 림파관염 등이 있고, 이를 유발시키는 원인이 되는 화농균으로는 황색포도상구균, 녹농균 등이 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 용어 "항균" 또는 "항균활성"이란, 세균이나 곰팡이와 같은 미생물에 대해 저항하는 성질을 의미하며, 보다 상세하게는 항생물질 등이 세균의 성장 또는 증식을 억제하는 특성을 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 항균 또는 항균활성은 바람직하게는 에노일-ACP 환원효소를 필수적으로 포함하는 미생물, 보다 바람직하게는 황색포도상구균 또는 바실러스균, 가장 바람직하게는 메티실린 내성 황색포도상구균, 황색포도상구균 RN4220, 바실러스 세레우스(bacillus cereus) 등의 성장 또는 증식을 억제하는 특성으로서 사용될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 화합물을 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 식중독 치료용 약학 조성물 또는 화농성감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 상기 베르락톤 A 및 B는 황색포도상구균과 메티실린 내성 황색포도상구균 뿐만 아니라 바실러스 세레우스 균주의 세포성장을 억제하는 활성을 나타내므로, 상기 베르락톤 A 및 B는 황색포도상구균과 바실러스 세레우스 균주에 의하여 유발될 수 있는 식중독 증상을 치료할 수 있을 뿐만 아니라, 황색포도상구균에 의하여 유발되는 화농성감염증을 치료 또는 예방을 위하여 사용될 수 있음이 명백하다. 아울러, 식중독 및 화농성감염증의 치료 또는 예방효과가 베르락톤 A 및 B 뿐만 아니라, 상기 화합물을 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물 또는 그의 분획물에 의하여도 나타날 수 있음은 당업자에게 있어 자명한 것이라 할 수 있다.
아울러, 본 발명의 약학 조성물은 약학 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명에서, 상기 약학 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 적소두 추출물과 이의 분획물들에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트 (calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는 데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜 (propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈 (tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 화합물을 포함하는 치료용 조성물을 치료를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는 인간을 제외한 동물의 식중독 또는 화농성감염증을 치료하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 상기 치료방법은 비록 인간을 제외한 동물을 치료하는 방법이나, 인간에 있어 이러한 치료방법이 효과가 없음을 의미하는 것은 아니다. 또한, 인간의 경우 있어서 본 발명에 따른 치료용 조성물의 투여에 의해 증상이 호전될 수 있는 식중독 또는 화농성감염증이 발병된다는 점을 고려할 때, 인간의 치료에 있어서도 충분히 사용되어 질 수 있다.
본 발명에서 용어 "인간을 제외한 동물"은 본 발명에 따른 치료용 조성물의 투여에 의해 증상이 호전될 수 있는 식중독 또는 화농성감염증이 발병된 인간만을 제외한 말, 양, 돼지, 염소, 낙타, 영양, 개 등의 동물을 의미한다. 본 발명에 따른 치료용 조성물을 인간을 제외한 동물에게 투여함으로써, 식중독 또는 화농성감염증을 효과적으로 예방 및 치료할 수 있다.
본 발명에서 용어 "투여"는 어떠한 적절한 방법으로 동물에게 소정의 물질을 도입하는 것을 의미하며, 본 발명에 따른 치료용 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 경구 투여하거나 비경구 투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있고, 유효성분이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수도 있는데, 바람직하게는 피하 주사 방법으로 투여될 수 있다.
본 발명의 치료용 조성물의 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 치료용 조성물은 0.1 내지 50mg/kg으로 투여될 수 있고, 더욱 바람직하게는 5 내지 30 mg/kg으로 투여될 수 있으며, 가장 바람직하게는 약 30 mg/kg으로 투여될 수 있다. 본 발명의 치료용 조성물은 상기 투여량으로 필요에 따라 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있고, 병원성 세균 및 내성균에 대한 예방 또는 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 호르몬 치료, 약물 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있으나, 식중독 또는 화농성감염증을 치료하려는 목적을 달성할 수 있는 한, 이들 투여방법은 특별히 이에 제한되지 않는다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 화합물을 포함하는 페니실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 화농성감염증의 예방 또는 개선용 식품조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 "기능성식품(functional food)"이란, 특정보건용 식품(food for special health use, FoSHU)와 동일한 용어로, 영양 공급 외에도 생체조절기능이 효율적으로 나타나도록 가공된 의학, 의료효과가 높은 식품을 의미한다. 본 발명에서 용어,“건강식품(health food)"은 일반식품에 비해 적극적인 건강유지나 증진 효과를 가지는 식품을 의미하고, 건강보조식품(health supplement food)는 건강 보조 목적의 식품을 의미한다. 경우에 따라, 기능성식품, 건강식품, 건강보조식품의 용어는 호용된다. 상기 식품은 간 기능 개선 및 회복에 유용한 효과를 얻기 위하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등의 다양한 형태로 제조될 수 있다.
상기 베르락톤 A 및 B를 포함하는 페리실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 상기 화합물의 약학적으로 허용되는 염은 식품 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 100 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 80 중량%로 포함한다. 식품이 음료인 경우에는 100㎖를 기준으로 1~30g, 바람직하게는 3 ~ 20g의 비율로 포함될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 식품 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신(niacin), 비오틴(biotin), 폴레이트(folate), 판토텐산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu), 크륨(Cr) 등의 미네랄을 포함할 수 있다. 또한, 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다. 또한, 방부제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 글루타민산나트륨 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 첨가할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용된다.
상기 일반식 (I)의 화합물을 포함하는 페리실리움 속 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 상기 화합물의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 식품 조성물을 이용하여 다양한 종류의 퇴행성 신경계 질환의 예방 또는 개선용 기능성식품을 제조할 수 있다.
구체적인 예로, 상기 조성물을 이용하여 농산물, 축산물 또는 수산물의 특성을 살려 변형시키는 동시에 저장성을 좋게한 가공식품을 제조할 수 있다. 이런 가공식품에는 예들 들어, 과자, 음료, 주류, 발효식품, 통조림, 우유가공식품, 육륙가공식품, 국수 등을 포함한다. 과자는 비스킷, 파이, 케익, 빵, 캔디, 젤리, 껌, 시리얼(곡물푸레이크 등의 식사대용품류 포함) 등을 포함한다. 음료는 탄산음료, 기능성이온음료, 쥬스(예들 들어, 사과, 배, 포도, 알로에, 감귤, 복숭아, 당근, 토마토 쥬스 등), 식혜 등을 포함한다. 주류는 청주, 위스키, 소주, 맥주, 양주, 과실주 등을 포함한다. 발효식품은 간장, 된장, 고추장 등을 포함한다. 통조림은 수산물 통조림(예들 들어, 참치, 고등어, 꽁치, 소라 통조림 등), 축산물 통조림(쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 칠면조 통조림 등), 농산물 통조림(옥수수, 복숭아, 파일애플 통조림 등)을 포함한다. 우유가공식품은 치즈, 버터, 요구르트 등을 포함한다. 육류가공식품은 돈까스, 비프까스, 치킨까스, 소세지. 탕수육, 너겟류, 너비아니 등을 포함한다. 밀봉포장생면 등의 국수를 포함한다. 이 외에도 상기 조성물은 레토르트식품, 스프류 등에 사용될 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 화합물의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 일반식 (I)의 화합물을 제조하는 방법은 (a) 페니실리움 속(Penicillium sp) 균주를 배양하여 배양물을 수득하는 단계; (b) 상기 배양물을 아세톤으로 추출하여 추출물을 수득하고, 상기 추출물을 에틸아세테이트로 분획하여 분획물을 수득하는 단계; 및, (c) 상기 분획물을 크로마토그래피에 적용하여 일반식 (I)의 화합물을 수득하는 단계를 포함한다.
상기 방법에 있어서, 상기 페니실리움 속 균주는 특별히 이에 제한되지 않으나, Penicillium verruculosum F375 균주를 사용함이 바람직하고, 상기 크로마토그래피는 세파덱스 LH-20 컬럼 크로마토그래피 및 실리카 겔 60 RP-18 F254 판을 이용한 박층 크로마토그래피를 순차적으로 수행하도록 적용함이 바람직하다.
본 발명에 있어서 본 발명의 화합물을 생산하기 위한 페니실리움 속(Penicillium sp.) 균주 배양은 통상의 미생물이 사용할 수 있는 영양원을 함유하는 배지에서 배양할 수 있다. 균주의 영양원으로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 영양원을 제한없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 종래 곰팡이의 배양에 이용되고 있는 공지의 영양원을 사용할 수 있다. 예를 들면 탄소원으로서는 글루코스, 물엿, 덱스트린, 전분, 당밀, 동물유, 식물유 등을 사용할 수 있으며, 질소원으로서는 밀기울, 대두박, 소맥, 맥아, 면실박, 어박, 콘스팁리커, 육즙, 효모추출물, 황산 암모늄, 질산소다, 요소 등을 사용할 수 있다. 필요에 따라 식염, 칼륨, 마그네슘,코발트, 염소, 인산, 황산 및 기타 이온생성을 촉진하는 무기염류를 첨가하면 매우 효과적이다. 배양방법으로는 호기적 조건에서는 진탕배양 혹은 정치배양이 가능하다.
배양온도는 상기의 각 조건들에서 배양할 경우 조건에 따라 약간씩 상이하기는 하나, 보통 20 내지 37℃에서 배양하는 것이 적당하며, 바람직하게는 26 내지 30℃에서 배양할 수 있다. 또한, 배양기간 역시 당업계에서 사용되는 공지의 기간 동안 배양할 수 있으며, 필요에 따라 기간이 조정될 수 있다. 바람직하게 진탕배양, 정치배양의 경우 모두 4일 내지 7일간 배양할 수 있으며, 상기 배양 기간일 때 본 발명의 화합물의 수득량이 최고치에 이르는 것을 확인하였다.
바람직한 본 발명의 일 실시예로부터, 상기에서 기술한 바와 같은 조건으로 균주를 배양하면 본 발명의 화합물을 수득할 수 있으며(실시예 1), 본 발명의 화합물은 배양액 내 뿐만 아니라 균체 내에도 존재할 수 있으므로, 효과적인 추출을 위하여 다음의 방법에 따라 효율적으로 분리, 정제할 수 있다.
화합물의 추출 및 정제 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이 제한 없이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 배지의 종류, 배양 조건, 추출 정제 방법 등을 변화시켜, 수득량 및 수득률을 조절할 수 있음은 자명하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 아세톤 및 에틸아세테이트를 사용하여 추출을 수행하였는데, 구체적인 방법은 다음과 같다.
배양액 및 균사체에 아세톤 등의 유기용매를 가하여 교반하여 균체로부터 유효성분을 추출한 후, 아세톤을 증발시키고 에틸아세테이트로로 용매추출을 수행한 후, 상기 유효성분을 함유하고 있는 에틸아세테이트 용매층을 감압농축하여 에틸아세테이트를 제거한 후 세파덱스 LH-20 컬럼 크로마토그래피 및 실리카 겔 60 RP-18 F254 판을 이용한 박층 크로마토그래피에 순차적으로 적용하여 순수한 본 발명의 물질을 수득하였다(실시예 1). 본 발명자들은 이와 같은 방법을 사용하면 Penicillium verruculosum F375 균주로부터 베르락톤 A 및 B를 효과적으로 추출 및 정제할 수 있음을 확인하였다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1: Penicillium verruculosum F375 균주 유래 화합물의 분리
대한민국 경기도 양평군 양동면 금왕리 왕가 광산에서 수집한 토양으로부터 Penicillium verruculosum F375 균주를 분리하고, 분리된 균주를 80mL 배양배지(포도당 2%, 폴리펩톤 0.5%, 효모추출물 0.2%, KH2PO4 0.1%, MgSO4·7H2O 0.05%, pH 5.6 ~ 5.8)에 접종하고 28℃에서 3일간 진탕배양하였다. 배양된 배양물 5mL를 다시 100mL 배양배지에 접종한 후 동일한 조건으로 14일 동안 배양한 결과, 10일이 경과한 시점부터 베루락톤 A 및 B가 생산되었다. 배양이 종료된 후, 배양물에 최종농도가 50%로 되도록 아세톤을 가하여 추출하고, 8000 rpm에서 20분간 원심분리하여 상층액을 수득하였다. 상기 상층액을 진공상태에서 농축하고, 상기 농축물을 동일 부피의 에틸아세테이트와 혼합하여 에틸아세테이트 분획을 수득하는 과정을 3회 반복 수행하였다. 상기 수득한 에틸아세테이트 분획을 진공에서 건조시켜서 건조물 2.8g을 수득하였다. 상기 건조물을 세파덱스 LH-20 (Amersham Biosciences) 컬럼 크로마토그래피에 적용하여 메탄올로 용출시켜서 활성분획을 수득하였다. 상기 수득한 활성분획을 진공에서 농축시켜서 노란색 잔류물(560mg)을 형성시켰다. 상기 잔류물을 세파덱스 LH-20 컬럼 크로마토그래피에 다시 적용하고 메탄올로 용출시킨 결과, 두개의 활성분획을 수득하였다. 상기 수득한 각각의 활성분획을 진공에서 농축하고, 실리카 겔 60 RP-18 F254 판(Merck No 1.15389.0001: 다름슈타트, 독일)을 이용한 박층 크로마토그래피(TLC, thin layer chromatography)를 각각 수행하였다. 이때, 전개용매로는 0.1% TFA를 포함하는 ACN-물(55:45)을 사용하였다. 그 결과, 각각 노란색 분말 형태의 화합물 1(6mg) 및 화합물 2(10mg)를 수득하였다.
상기 수득한 화합물 1 및 2를 분석용 HPLC 컬럼(4.6 x 250 mm, S-4 μM, YMC C18) 크로마토그래피에 적용하였는데, 이때, 전개용매로는 0.025% TFA를 포함하는 ACN-물(45:55)을 사용하고, 유속은 0.9 ml/분으로 설정하였다. 상기 분석결과 화합물 1 및 2는 각각 10.1 분 및 11.9분의 머무름 시간을 나타내고, 210 nm에서 99.5% 이상의 순도를 나타내었다.
실시예 2: 화합물 1 및 2의 분광학적 분석
상기 실시예 1에서 수득한 화합물 1 및 2를 1H 및 13C NMR과 고분해능(high resolution) ESI-MS [(M-H)-, 545.0726 m/z (+0.1 mmu 오차)]를 이용하여 분광학적으로 분석하였다(표 1).
표 1
Figure PCTKR2013000879-appb-T000001
상기 표 1은 DMSO-d6하에서 화합물 1 및 2의 1H(500MHz) 및 13C(125MHz) NMR 분광 데이터를 나타낸다.
우선, 상기 표 1의 결과로부터, 화합물 1은 C28H18O12의 분자식을 나타냄을 확인하였고, IR 분석을 수행한 결과, 화합물 1은 카보닐기(1662/cm)와 히드록시기(3448/cm)를 포함함을 확인할 수 있었다.
1H 및 13C NMR, 1H-1H COSY, DEPT, 그리고 HMQC 자료는 두 개의 메타 위치에 짝지은 양성자가 존재함을 나타내었으며, 이는 1, 2, 3, 5-사치환 벤젠 고리(1, 2, 3, 5-tetrasubstituted benzene ring) [δ 6.38, d, J = 2.1; δ 100.1 및 δ 6.41, d, J = 2.1; δ 100.0], 고립된 방항성 메타인(δ 6.98, s; δ 103.2), 메톡시(δ 3.38, s; δ 55.0) 및 한 개의 교환가능한 수소(δ 11.81, s), 9개의 sp2 4차 탄소(δ 165.9, 163.8, 148.7, 145.4, 141.4, 137.8, 121.3, 107.8, 및 98.7) 및 한 개의 카보닐 탄소(δ 164.7)로부터 기인한다. 이러한 부분적 구조 및 원자들의 연결은 HMBC 분광 자료 분석으로 결정되었다(도 1). 도 1은 화합물 1과 2의 HMBC 및 NOE 연관성을 나타내는 개략도이다.
두 개의 메타 짝지음 양성자들 중 δ 6.41(H-8)를 보이는 양성자는 δ 100.1(C-10)를 보이는 또 다른 메타 짝지음 메타인(methine) 탄소 뿐만 아니라 δ 165.9(C-9), 163.8(C-7) 및 98.7(C-6a)을 나타내는 세 가지 sp2 사차 탄소(sp2 quaternary carbon) 들과 장거리 짝지음을 한다. δ 11.81(7-OH)를 보이는 교환가능한 수소는 C-6a, C-7 및 C-8과 HMBC(Heteronuclear multiple bond correlation) 연관성을 보였다. 이는 H-8의 오쏘(ortho) 위치에 교환가능한 수소가 존재함을 제시하였다. δ 6.38(H-10)을 보이는 또 다른 메타 짝지음 양성자는 C-6a, C-8 및 메톡시 양성자(9-OCH3)와 연관성을 가지는 C-9과 장거리 짝지음을 하였다. 이는 H-8과 H-10 사이에 메톡시(methoxy)기가 위치함을 나타내었다. 메톡시기의 위치는 메톡시 양성자와 H-8 및 H-10 간의 핵 오버하우저 효과(NOE, nuclear overhauser effect)를 통하여 확인하였다.
C-6a의 13C-NMR 화학적 이동(δ 98.7)과 함께 7-OH의 수소 결합된 히드록시 양성자(δ 11.81)는 카보닐기 (C-6)가 C-6a에 부착되어 있을 것임을 제시하였다. 반면, δ 6.98(H-4)을 보이는 고립된 방향족은 δ 148.7(C-3), δ 145.4(C-2) 및 δ 141.4(C-4a)를 보이는 세 가지 산화된 sp2 사차탄소와 H-10과 장거리 커플링을 하는 δ 107.8(C-10b)을 보이는 산화되지 않은 sp2 사차탄소와 강한 HMBC 연관성을 보였다. 이러한 분광 데이터들은 C-10a와 C-10b 간의 연결을 나타내었다. H-4는 또한 δ 137.8(C-10a) 및 121.3(C-1)을 보이는 두 가지 sp2 사차탄소와 약한 HMBC 연관성을 보였다. DEPT와 C-1의 화학적 이동(δ 121.3)은 C-1이 수소화 및 히드록실화 모두 되지 않았음을 나타내었다. 이러한 분광 데이터들은 C-1에서 대칭인 이합체임을 제시하였다. 실제로, ESI-MS에서 m/z 545 [M-H]-,547[M+H]+,569[M+Na]+를 보이는 이온 피크(ion peak)가 관찰되었으며 FAB-MS에서 m/z 547 [M+H]+를 보이는 이온 피크 또한 감지되었다.
따라서, 화합물 1은 일반식 (II)로 표시되는 2,3,7-트리히드록시-9-메톡시-6H-디벤조[b,d]피란-6-온 (2,3,7-trihydroxy-9-methoxy-6H-dibenzo[b,d]pyran-6-one)의 C-1에서의 신규한 대칭 이합체임을 확인하고, 이를 "베르락톤 A(Verrulactone A)"라 명명하였다.
다음으로, 동일한 방법으로 화합물 2의 분자식을 규명하였고, IR 분석을 수행한 결과, 화합물 2는 카보닐기(1666/cm) 및 히드록실기(3444/cm)를 포함함을 확인할 수 있었다. 1H 및 13C NMR 데이터는 두 세트의 신호로 구성되어 있으며, C-1을 제외하고는 화합물 1과 거의 동일한 NMR 신호들과 유사한 NMR 신호들의 다른 세트임을 확인하였다. 상기 1H 및 13C NMR, 1H-1H COSY, DEPT 및 HMQC 데이터는 4 가지의 메타 짝지음 양성자들의 존재를 제시하였으며, 이는 두 개의 1, 2, 3, 5-사치환된 벤젠 고리(1, 2, 3, 5-tetrasubstituted benzene ring) [δ 6.38, d, J = 2.3; δ 6.41, d, J = 2.3 및 δ 6.57, d, J = 2.1; δ 7.08, d, J = 2.1], 두 개의 고립된 방향족 메타인(isolated aromatic methine) (δ 6.95, s; δ 103.2 및 δ 7.66, s; δ 108.2), 두 개의 메톡시(methoxy) (δ 3.37, s; δ 54.9 및 δ 3.95, s; δ 56.0), 두 개의 교환가능한 양성자들(exchangeable proton) (δ 11.87, s 및 δ 11.38, s), 16개의 sp2 사차탄소(δ 166.8, 165.9, 163.8, 163.7, 148.3, 147.0, 144.9, 143.6, 142.2, 142.1, 138.0, 137,4, 116.5, 113.5, 109.2, 108.3, 98.8, 및 98.4) 및 두 개의 카보닐 탄소(carbonyl carbon)(δ 164.8 및 164.7)에서 기인함을 확인하였다. 1의 단위체 단위(monomeric unit)의 존재는 HMBC 분광 데이터로부터 확인하였다. 남은 1H 및 13C NMR 데이터는 1의 단위체 단위의 데이터와 유사하였다.
한편, 화합물 1 및 2의 차이점은 δ 7.66(H-4)을 보이는 다른 고립된 방향족 메타인, δ 7.08(H-5’)을 보이는 메타 짝지음 양성자 중 하나, δ 3.95(6'-OCH3)를 보이는 메톡시 양성자들이 낮은 장(low field)으로 이동한 것이었다. 남은 부분적인 구조들과 원소들의 연결은 HMBC 분광 데이터로 결정되었다(표 1 및 도 1). 두 개의 메타 짝지음 양성자들(H-5' 및 H-7'), δ 11.38(8'-OH)를 보이는 교환가능한 양성자, 6'-OCH3의 HMBC 데이터는 화합물 1과 같은 1, 2, 3, 5-사치환된 벤젠 고리(1, 2, 3, 5-tetrasubstituted benzene ring)의 존재를 나타내었다. 그러나, H-4'은 δ 147.0 (C-10'a), δ 143.6 (C-3'), δ 142.2 (C-2')을 보이는 세 개의 산화된 sp2 사차탄소 뿐만 아니라 δ 137.4 (C-4'b)을 보이는 sp2 사차탄소에서는 강한 HMBC 관련성을 보였으나, δ 109.2 (C-4'a)을 보이는 sp2 사차탄소에서는 그렇지 않음을 보여주었다. 이러한 데이터들은 C-1과 C-4'간에는 연결되지 않았으나 C-1과 C-1'간에 연결되어 비대칭 이합체의 형성을 유도함을 나타내었다. 이러한 구조들은 H-4', H-5' 및 6-OCH3 간의 핵 오버 하우저 효과(NOE)로써 확인하였다.
따라서 화합물 2는 일반식 (III)으로 표시되는 2,3,7-트리히드록시-9-메톡시-6H-디벤조[b,d]피란-6-온(2,3,7-trihydroxy-9-methoxy-6H-dibenzo[b,d]pyran-6-one)의 신규한 비대칭 이합체임을 확인하고, 이를 "베르락톤 B(Verrulactone B)"라 명명하였다.
실시예 3: 베루락톤 A 및 B의 항균활성
실시예 3-1: 황색포도상구균유래 에노일-ACP 환원효소 FabI에 대한 억제활성
황색포도상구균유래 에노일-ACP 환원효소 FabI에 대한 베루락톤 A 및 B의 억제 활성을 측정하였다
구체적으로, 200μM t-o-NAC 티오에스터 및 200μM NADPH를 포함하는 50mM 소듐아세테이트 완충액(pH 6.5)에 150nM이 되도록 S. aureus 유래의 에노일-ACP 환원효소 FabI, S. pneumoniae 유래의 에노일-ACP 환원효소 FabK 또는 M. tuberculosis 유래의 에노일-ACP 환원효소 InhA를 혼합한 것을 96-웰 마이크로 플레이트에 가하고, DMSO에 용해시킨 베루락톤 A 또는 B를 각 웰에 첨가하여 반응시킨 다음, 각 웰에서의 NADPH의 양의 증가 속도를 소프트맥스 프로 소프트웨어(SOFTmax PRO software, Molecular Devices, 캘리포니아, 미국)를 사용한 마이크로타이터 ELISA 리더(microtiter ELISA reader)를 이용하여 30 ℃, 340 nm에서 측정하고, 상기 측정값을 하기의 공식에 대입하여 억제 활성을 산출하고 상호 비교하였다(표 2).
억제활성(%) = 100 x [1 - (화합물 존재시의 속도/미처리 대조군에서의 속도)]
표 2 에노일-ACP 환원효소에 대한 베루락톤 A 및 B의 억제 활성
에노일-ACP 환원효소 IC50(μM)
FabI FabK InhA
베루락톤 A 0.92 12.52 8.64
베루락톤 B 1.41 5.02 6.31
상기 표 2에서 보듯이, 에노일-ACP 환원효소 FabI에 대하여 베루락톤 A는 0.92μM의 IC50 값을 나타내고, 베루락톤 B는 1.14μM의 IC50 값을 나타내며, 농도 의존적으로 황색포도상구균유래 에노일-ACP 환원효소 FabI의 활성을 억제함을 확인하였다.
실시예 3-2: 황색포도상구균과 메티실린 내성 황색포도상구균의 세포성장 억제활성
베루락톤 A 및 B가 황색포도상구균과 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA, methicillin-resistant Staphylococcus aureus)을 비롯한 다양한 세균의 세포 성장을 억제할 수 있는지를 확인하였다(표 3).
표 3 다양한 세균에 대한 베루락톤 A 및 B의 세포성장 억제 활성
표적 세균 MIC(㎍/㎖)
베루락톤 A 베루락톤 B
S. aureus RN 4220 8 16
S. aureus 209 16 32
MRSA CCARM 3167 16 32
MRSA CCARM 3506 16 32
MRSA CCARM 3505 32 8
Bacillus subtilis KCTC 1021 32 16
Bacillus subtilis KCTC 1661 8 16
S. pneumoniae KCTC 5412 64 64
상기 표 3에서 보듯이, 베루락톤 A는 8-16 μg/mL의 최소 발육 저지 농도(minimal inhibitory concentration, MIC)를 보이며 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA) CCARM 3167를 포함하는 황색포도상구균 RN4220 및 바실러스 세레우스(bacillus cereus) KCTC 1661에 대하여 항균 활성을 나타내었으나, 대장균(E.coli) KCTC 1683 및 녹농균(Psedomonas aeruginosa) KCTC 2004의 생장을 억제하지는 못하였다.
또한, 베루락톤 B는 16-32 μg/mL의 MIC를 나타내며 황색포도상구균 및 메티실린 내성 황색포도상구균에 대해 베루락톤 A에 비하여 두 배 정도 약한 항균 활성을 보였다.
상기 결과들은 베루락톤 A 및 B가 가진 팹 아이(FabI) 억제 및 항균 활성 간의 믿을만한 연관성을 보여주었다.

Claims (16)

  1. 하기 일반식 (I)의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염:
    Figure PCTKR2013000879-appb-I000005
    (I)
    상기 식에서,
    R은
    Figure PCTKR2013000879-appb-I000006
    이다.
  2. 제1항에 있어서,
    에노일-ACP(acyl-carrier protein) 환원효소에 대한 억제활성을 나타내는 것인 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에노일-ACP 환원효소는 에노일-ACP 환원효소 FabI, 에노일-ACP 환원효소 FabK, 에노일-ACP 환원효소 FabL 또는 에노일-ACP 환원효소 FabV인 것인 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염.
  4. 제1항의 화합물을 포함하는 페니실리움 속(Penicillium sp.) 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 상기 화합물의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 항균 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    황색포도상구균 또는 바실러스균에 대하여 항균활성을 나타내는 것인 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 황색포도상구균은 메티실린 내성 황색포도상구균 또는 황색포도상구균 RN4220인 것인 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 바실러스균은 바실러스 세레우스(bacillus cereus)인 것인 조성물.
  8. 제1항의 화합물을 포함하는 페니실리움 속(Penicillium sp.) 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 상기 화합물의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 식중독 치료용 약학 조성물.
  9. 제1항의 화합물을 포함하는 페니실리움 속(Penicillium sp.) 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 상기 화합물의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 포함하는 화농성감염증 치료용 약학 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화농성감염증은 중이염, 방광염, 화농성여드름, 뾰두라지, 뾰두라지몰림, 봉과직염, 생손앓이 및 림파관염으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    약학적으로 허용되는 담체를 추가로 포함하는 것인 조성물.
  12. 제1항의 화합물을 포함하는 치료용 조성물을 치료를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는 식중독 또는 화농성감염증을 치료하는 방법.
  13. 제1항의 화합물을 포함하는 페니실리움 속(Penicillium sp.) 균주 추출물, 상기 추출물의 분획물, 상기 화합물 또는 상기 화합물의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 에노일-ACP 환원효소 FabI 활성 억제용 조성물.
  14. (a) 페니실리움 속(Penicillium sp) 균주를 배양하여 배양물을 수득하는 단계;
    (b) 상기 배양물을 아세톤으로 추출하여 추출물을 수득하고, 상기 추출물을 에틸아세테이트로 분획하여 분획물을 수득하는 단계; 및
    (c) 상기 분획물을 크로마토그래피에 적용하여 제1항의 화합물을 수득하는 단계를 포함하는, 제1항의 화합물의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 페니실리움 속 균주는 Penicillium verruculosum F375인 것인 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 크로마토그래피는 세파덱스 LH-20 컬럼 크로마토그래피 및 실리카 겔 60 RP-18 F254 판을 이용한 박층 크로마토그래피를 순차적으로 수행하도록 적용하는 것인 방법.
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