섬괴불나무의 화학 성분

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 약학대학 약학과(생약학전공), 2017. 2. 성상현.섬괴불나무 (Lonicera insularis Nakai)는 인동과 (Caprifoliaceae) 식물로서 울릉도, 독도 지역에 분포하는 한국특산식물이다. 인동속 (Lonicera) 의 많은 식물들에서 organic acid, iridoid, secoiridoid, flavonoid, saponin 등의 물질들이 보고되었다. 이에 본 연구에서는 인동속에서 상대적으로 연구되지 않은 한국 특산식물인 섬괴불나무에서 phenylpropanoid와 secoiridoid 계열의 화학 성분을 찾고자 하였다. 섬괴불나무 뿌리의 EtOAc 분획과 n-BuOH 분획에서 다양한 chromatography 기법을 이용하여 15종의 화합물을 분리하였으며, 그 구조는 각종 이화학적 특성 및 분광학적 데이터를 종합하여 동정하였다. 분리된 화합물 중 화합물 1은 특징적으로 β-D-apiofuranosyl (1→6)-β-D-glucose기가 붙은 phenylpropanoid 계열 화합물이며, 화합물 16은 특징적으로 guanidine 구조를 포함한 secoiridoid glycoside 계열 화합물로 천연에서 처음 분리 보고되는 물질이다. 이 외에도 분리된 화합물들은 salidroside I (2), p-coumaryl alcohol-4-O-glucoside (3), loganic acid (4), 7-deoxyloganic acid (5), loganin (6), periclymenoside (7), 7-O-E-feruloylloganic acid (8), sweroside (9), secologanin (10), secologanol (11), (E)-aldosecologanin (12), kinginoside (13), threninosecologanin (14), 5α-carboxystrictosidine (15) 으로 동정하였으며, 화합물 1-3은 phenylpropanoid 계열, 4-8은 iridoid 계열, 9-16은 secoiridoid 계열 물질이었다. 화합물 2, 3, 8, 11은 이 속에서 처음 보고 된 물질이었다. 또한 국내에 자생하는 인동속 (Lonicera) 식물 중 섬괴불나무, 홍괴불나무, 괴불나무, 인동덩굴, 구슬댕댕이, 올괴불나무 등 6종을 대상으로 이차대사산물의 특성을 비교 분석을 통해 화학적 분류를 시도하였다. UPLC-DAD/ESI-qTOF-MS를 이용한 대사체 프로파일링과 다변량분석기법을 활용하여 진행한 결과, 통계적으로 유의미한 화학적 분류 가능성을 확인하기 어려웠다. 다만, 섬괴불나무의 특징적인 이차대사물질로 kinginoside (13)의 가능성을 확인할 수 있었다. 이상의 결과로부터 섬괴불나무의 화학적 특성을 규명하였을 뿐 아니라, 신규 화합물을 포함하는 아미노산이 결합된 특징적인 secoiridoid 화합물(14-16)의 존재를 확인함으로써, secoiridoid 화합물의 화학적 다양성을 확인할 수 있었다.Ⅰ. 서 론 1 Ⅱ. 섬괴불나무 뿌리로부터 화합물의 분리 3 A. 실험 재료 및 방법 3 1. 실험재료 3 2. 시약 및 기기 3 2.1. 시약 3 2.2. 기기 4 3. 실험방법 6 3.1. 섬괴불나무 뿌리의 추출 및 분획 6 3.2. 섬괴불나무 n-BuOH 분획으로부터 화합물의 분리 7 3.3. 섬괴불나무 EtOAc 분획으로부터 화합물의 분리 15 3.4. 당 분석 17 4. HT22 세포주에서 neuroprotection 활성 검색 31 4.1. HT22 세포주 배양 및 glutamate 에 의한 독성 저해 활성 검색용 시약 31 4.2. HT22 세포주의 배양 31 4.3. Glutamate에 의한 신경독성 유도 31 4.4. MTT assay 31 4.5. 통계처리 32 B. 결과 및 고찰 33 1. 섬괴불나무 뿌리에서의 물질 분리 33 1.1. 화합물 1의 구조 분석 33 1.2. 화합물 2의 구조 분석 36 1.3. 화합물 3의 구조 분석 38 1.4. 화합물 4의 구조 분석 41 1.5. 화합물 5의 구조 분석 43 1.6. 화합물 6의 구조 분석 45 1.7. 화합물 7의 구조 분석 47 1.8. 화합물 8의 구조 분석 50 1.9. 화합물 9의 구조 분석 52 1.10. 화합물 10의 구조 분석 54 1.11. 화합물 11의 구조 분석 56 1.12. 화합물 12의 구조 분석 58 1.13. 화합물 13의 구조 분석 60 1.14. 화합물 14의 구조 분석 62 1.15. 화합물 15의 구조 분석 66 1.16. 화합물 16의 구조 분석 69 2. HT22 세포주에서의 신경세포 보호활성 75 Ⅲ. UPLC/MS를 이용한 인동속 식물의 이차대사체 분석 77 A. 실험 재료 및 방법 77 1. 실험재료 77 2. 시약 및 기기 78 2.1. 시약 78 2.2. 기기 78 3. 시료의 제조 78 4. 기기분석 방법 79 4.1. UPLC/MS 측정과 분석 79 4.2. 다변량 분석 방법 80 B. 결과 및 고찰 81 1. UPLC/MS를 이용한 섬괴불나무의 이차대사체 분석 81 1.1. 대사산물의 동정 81 1.2. 섬괴불나무의 이차대사체 MS profiling 84 2. 인동속 식물에서의 비교분석연구 89 2.1. UPLC/MS 를 이용한 TIC peak area 비교 분석 89 2.2. 다변량 분석 94 IV. 결론 96 Ⅴ. 참고문헌 97 Abstract 102Maste