KR100309804B1 - Chaetoatrosin A, a Novel Chitin Synthase II Inhibitor, and Antifungal Composition Containing Same - Google Patents

Chaetoatrosin A, a Novel Chitin Synthase II Inhibitor, and Antifungal Composition Containing Same Download PDF

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Abstract

본 발명은 키틴 합성효소 II를 저해하는 하기 화학식 1의 신규 화합물 케토아트로신 A(chaetoatrosin A), 이를 생산하는 신균주 케토미움 아트로브루니움(Chaetomium atrobrunneum) F449, 이 균주의 배양액으로부터 케토아트로신 A를 정제하는 방법 및 케토아트로신 A를 함유하는 항진균제 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 신규 화합물 케토아트로신 A는 키틴 합성효소 II에 대한 선택적 저해활성 및 병원성 진균류에 대한 항균활성이 우수하므로 이를 포함하는 약학 조성물은 항진균제로서 유용하다.The present invention is a novel compound ketoatrosin A (chaetoatrosin A), which inhibits chitin synthase II, a new strain Ketoium atrobrunne F449 which produces the same , ketoart from the culture of this strain. A method for purifying Rosin A and an antifungal composition containing KetoArosine A. Since the novel compound ketoatrosine A of the present invention is excellent in selective inhibitory activity against chitin synthase II and antibacterial activity against pathogenic fungi, pharmaceutical compositions containing the same are useful as antifungal agents.

Description

키틴 합성효소 2를 저해하는 신규 화합물 케토아트로신 에이 및 이를 함유하는 항진균제 조성물{Chaetoatrosin A, a Novel Chitin Synthase II Inhibitor, and Antifungal Composition Containing Same}Novel Chitosynsin A Inhibiting Chitin Synthetase 2 and Antifungal Composition Containing the Same {Chaetoatrosin A, a Novel Chitin Synthase II Inhibitor, and Antifungal Composition Containing Same}

본 발명은 키틴 합성효소 II를 저해하는 신규 화합물 케토아트로신 A, 이를 생산하는 신균주 케토미움 아트로브루니움(Chaetomium atrobrunneum) F449, 이 균주의 배양액으로부터 케토아트로신 A를 정제하는 방법 및 케토아트로신 A를 함유하는 항진균제 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a novel compound ketoatrosine A which inhibits chitin synthase II, a new strain Keetomium atrobrunneum F449, which produces the same, a method for purifying ketoatrosine A from a culture of this strain, and An antifungal composition containing ketoatrosine A is disclosed.

진균류의 세포벽과 세포막 합성효소 저해제에 대한 연구는 오래 전부터 시작되어 왔으나 항세균 항생물질에 비해 그 발전속도도 완만하고 진균류에 대한 전반적인 지식이 불충분하여 진균류에 대하여 약효가 우수한 효소저해제의 숫자도 매우 한정되어 있다. 더구나 발견된 효소저해제의 대부분도 독성이 높고 많은 부작용을 내포하고 있어서 새로운 효소저해제에 대한 필요성은 오래 전부터 대두되어 왔으며, 최근에는 AIDS나 장기이식시의 면역억제제 혹은 항암제 등의 장기간 사용에 따른 기회 감염에 의해 내장진균증이 더욱 더 증가하고 있는 추세이다(T. J. Walsh, et al.,Science, 264, 371-373, 1994).Although research on fungal cell wall and membrane synthase inhibitors has been under way for a long time, the rate of development is slower than that of antibacterial antibiotics, and the overall knowledge of fungi is insufficient. Therefore, the number of enzyme inhibitors that have good efficacy against fungi is very limited. It is. Moreover, most of the enzyme inhibitors found are highly toxic and have many side effects. Therefore, the necessity for new enzyme inhibitors has been emerging for a long time. Recently, opportunistic infections caused by long-term use of AIDS, immunosuppressants or anticancer agents in organ transplantation, etc. Visceral mycosis is increasing more and more (TJ Walsh, et al., Science, 264 , 371-373, 1994).

따라서, 이러한 감염증에 대한 대책으로서 조기진단법의 확립과 선택독성이 뛰어난 화학요법제의 조속한 개발이 시급하며 이와 더불어 칸디다(Candida)와 아스퍼질러스(Aspergillus) 등과 같은 다양한 진균류에 대해 화학요법제의 개발이 절실히 요구되고 있다.Thus, as a countermeasure against such infections urgent early development of the establishment of early diagnostic and selection toxicity excellent chemotherapeutic agents, and In addition, Candida development of a chemotherapy for various fungi, such as (Candida) and Aspergillus (Aspergillus) This is urgently needed.

현재 임상에서 주로 이용되고 있는 항진균제는 폴리엔(polyene)과 아졸(azole) 유도체 및 알릴아민-티오카바메이트(allylamine-thiocarbamate)류로, 이들 화합물들은 모두 진균류 세포막 성분인 에르고스테롤(ergosterol)과 상호 작용하거나 에르고스테롤의 합성을 저해한다. 이 중에서 폴리엔은 세포막의 투과성을 증가시키고 세포내의 내용물의 유출을 일으켜 세포를 사멸시키며 많은 부작용이 있음에도 불구하고 암포테리신(amphotericin) B는 아직도 폴리엔 항생물질 중 유일하게 전신 진균감염증에 이용되고 있다. 아졸 화합물들은 합성품이 대부분이며 많은 새로운 화합물들이 이용되고 있고 에르고스테롤의 합성경로중 C-14 메틸제거효소(demethylase)를 저해하여 에르고스테롤 합성을 저해하지만 일부 이미다졸 화합물(clotrimazole, miconazole 등)들은 세포막과 직접 상호 작용하여 세포막에 손상을 가하기 때문에 독성이 강하여 국소적으로만 이용되고 있다(D. P. Hanger, et al.,Antimicrob. Agents Chemother., 32, 646, 1988). 최근에 개발된 아졸 화합물(케토코나졸, 이트라코나졸 등)들은 심각한 독성이 적은 반면 사이토크롬(cytochrome) P-450에 의존하는 효소를 저해하며 내분비계의 스테로이드 호르몬 합성을 저해하는 부작용이 보고되고 있다. 그리고 알릴아민 화합물인 나프티핀(naftifine)과 테르비나핀(terbinafine), 티오카바메이트(thiocarbamate) 화합물인 톨나프테이트(tolnaftate) 등의 진균제는 스쿠알렌 에폭시데이즈(squalene epoxidase)와 옥시도스쿠알렌 사이클레이즈(oxidosqualene cyclase)를 저해하여 에르고스테롤 합성을 억제한다고 알려져 있으나 이 화합물들은 시험관내(in vitro)에서 항진균 활성이 광범위하고 아졸 화합물보다 독성이 적은 반면 약물동력학적인 측면이 취약하여 피부질환증에만 주로 이용되고 있다.Antifungal agents currently used in clinical practice are polyene and azole derivatives and allylamine-thiocarbamates, all of which interact with ergosterol, a fungal cell membrane component. Or inhibits the synthesis of ergosterol. Among these, polyene increases cell membrane permeability, causes cell contents to leak, kills cells, and has many side effects, but amphotericin B is still the only polyene antibiotic used for systemic fungal infection. . The azole compounds are mostly synthetic products, and many new compounds are used and inhibit the ergosterol synthesis by inhibiting C-14 demethylase in the synthesis pathway of ergosterol, but some imidazole compounds (clotrimazole, miconazole, etc.) Because of its direct toxicity and damage to cell membranes, it is highly toxic and used only locally (DP Hanger, et al., Antimicrob. Agents Chemother., 32 , 646, 1988). Recently developed azole compounds (ketoconazole, itraconazole, etc.) have been reported to have side effects of inhibiting enzymes that depend on cytochrome P-450 and inhibiting endocrine steroid hormone synthesis while being less toxic. In addition, fungicides such as allylamine compound naftifine, terbinafine, and thiocarbamate compound tolnaftate, such as squalene epoxidase and oxidose squalene cycle, It is known to inhibit ergosterol synthesis by inhibiting oxidosqualene cyclase, but these compounds are widely used in skin diseases because they have broader antifungal activity in vitro and are less toxic than azole compounds, but have weaker pharmacokinetics. have.

이외에도 에르고스테롤 합성 저해제로 많은 화합물들이 보고되고 있으나 독성이 낮고 약효가 우수한 에르고스테롤 합성 저해제는 매우 적기 때문에 새로운 에르고스테롤 합성저해제에 대한 필요성이 꾸준히 증가되어 왔다. 상기와 같은 필요성 때문에 새로운 목표물로 에르고스테롤 합성효소중 스쿠알렌 합성에 관여하는 스쿠알렌 합성효소(squalene synthase)에 대한 연구와 이의 활성을 억제하는 물질의탐색이 활발히 진행되고 있다. 이 효소는 에르고스테롤 합성과 콜레스테롤 합성시 중간 대사물 형성에 중요한 역할을 하는 효소이며 이 효소저해제로 이미 스쿠알레스타틴(squalestatin)(M. J. Dawson,et al.,J. Antibiot., 45, 639-647, 1992)과 자라고지산(zaragozic acid)(J. D. Bergstrom,et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 90, 80-84, 1993) 화합물들이 발표되었는데 이 화합물들은 항진균 활성뿐만 아니라 콜레스테롤 저하 효과도 나타내어 새로운 효소저해제 탐색의 목표물이 되고 있다.In addition, many compounds have been reported as inhibitors of ergosterol synthesis, but the low toxicity and excellent ergosterol synthesis inhibitors are very small, so the need for new ergosterol inhibitors has been steadily increasing. As a new target, research on squalene synthase, which is involved in the squalene synthesis of ergosterol synthase, and the search for a substance that inhibits its activity are being actively conducted. It is an enzyme that plays an important role in the formation of intermediate metabolites in the synthesis of ergosterol and cholesterol, and has already been used as an inhibitor of the enzyme, squalestatin (MJ Dawson, et al ., J. Antibiot., 45 , 639-647). , 1992) and zaragozic acid (JD Bergstrom, et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 90 , 80-84, 1993) have been published, which not only have antifungal activity but also cholesterol lowering effects. In addition, it becomes the target of the search for a new enzyme inhibitor.

한편, 진균류는 포유류 세포와는 달리 세포벽이 존재하기 때문에 진균류의 세포벽은 선택적인 목표물로서 오래 전부터 많은 주목을 받아왔다. 진균류 세포벽의 주성분은 주로 다당류인 키틴과 글루칸으로 구성되어 있고(D. J. Frost,et al., J. Antibiot., 48, 306-310, 1995), 키틴은 N-아세틸-D-글루코사민이 β-1,4-결합으로 이루어진 동종중합체(homopolymer)로서 키틴 합성효소 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ에 의해 합성된다(W, J. Choi,et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 90, 80-84, 1994). 이러한 키틴 효소들에 대한 각각의 특성과 기능이 알려지면서 선진국에서는 분자생물학 기법을 이용하여 각각의 효소만을 선택적으로 생산할 수 있는 균주를 개발하여 격막 형성에 관여하는 키틴 합성효소 Ⅱ와 키틴 고리 형성에 관여하는 키틴 합성효소 Ⅲ의 저해제 탐색을 행하고 있다. 키틴 합성 저해제로는 폴리옥신(polyoxin)(J. Nagatsu,et al., Agric. Biol. Chem., 29, 848-854, 1965)과 니코마이신(nikkomycin)(H. P. Fiedler,et al., J. Chem. Tech. Biotechnol., 32, 271-280, 1982)이 보고되었고, 글루칸 합성 저해제로는 아쿨레아신(aculeacin)(J. Mizoguchi,et al., J. Antibiotics, 30, 308-313, 1977)과 에키노칸딘(echinocandin)(F. Benz,et al., Helv. Chim. Acta, 57, 2459-2477, 1974) 등이 보고되었으나 여러 가지 문제점으로 인해 널리 이용되지 못하고 있는 실정이다.On the other hand, since fungi have a cell wall unlike mammalian cells, fungal cell walls have long received a lot of attention as selective targets. The main components of the fungal cell wall are mainly composed of the polysaccharides chitin and glucan (DJ Frost, et al., J. Antibiot., 48 , 306-310, 1995), and chitin is β--1 in N-acetyl-D-glucosamine. It is synthesized by chitin synthase I, II, III as a homopolymer consisting of a 4-bond (W, J. Choi, et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 90 , 80-84, 1994). As the characteristics and functions of these chitin enzymes are known, developed countries have been involved in the formation of chitin synthase II and chitin ring, which are involved in the formation of septa by developing strains capable of selectively producing each enzyme using molecular biology techniques. An inhibitor of chitin synthase III is searched for. Inhibitors of chitin synthesis were polyoxin (J. Nagatsu, et al., Agric. Biol. Chem., 29 , 848-854, 1965) and nikkomycin (HP Fiedler, et al., J. Chem. Tech.Biotechnol ., 32 , 271-280, 1982), and glucan synthesis inhibitors include aculeacin (J. Mizoguchi, et al., J. Antibiotics, 30 , 308-313, 1977). ) And echinocandin (F. Benz, et al., Helv. Chim. Acta, 57 , 2459-2477, 1974) have been reported but are not widely used due to various problems.

따라서, 키틴 합성효소 II를 저해하여 효과적인 항진균 활성을 나타내면서도 독성이 낮은 새로운 항진균제가 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a new antifungal agent that inhibits chitin synthase II and exhibits effective antifungal activity while having low toxicity.

본 발명의 목적은 진균류의 세포벽 합성에 필수적인 키틴 합성효소 II를 저해하는 신규 화합물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide novel compounds that inhibit chitin synthase II, which is essential for cell wall synthesis of fungi.

본 발명의 다른 목적은 상기 신규 화합물을 생산하는 신규 미생물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a novel microorganism producing the novel compound.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 신규 미생물의 배양액으로부터 상기 신규 화합물을 정제하는 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for purifying the novel compound from the culture medium of the novel microorganism.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 신규 화합물을 함유하는 항진균제 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an antifungal composition containing the novel compound.

도 1a 내지 도 1d는 케토미움 아트로브루니움 F449의 광학현미경 사진을 나타낸 것으로서, 도 1a는 자낭포자(ascospore), 도 1b는 자낭(ascus), 도 1c는 자낭과(子囊果, ascomata), 도 1d는 자낭이 두꺼워진 형태인 자각(子殼, peridium)을 각각 나타낸다.1A to 1D show optical micrographs of Ketomium atrobrunium F449, FIG. 1A is an ascospore, FIG. 1B is an ascus, FIG. 1C is an ascomata, Figure 1d shows the peridium (子 殼, peridium) in the form of thickened capsules, respectively.

도 2는 케토아트로신 A의 수소핵자기공명 스펙트럼을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the hydrogen nuclear magnetic resonance spectrum of ketoatrosine A.

도 3은 케토아트로신 A의 탄소핵자기공명 스펙트럼을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the carbon nuclear magnetic resonance spectrum of ketoatrosine A.

도 4는 케토아트로신 A의 수소-탄소 핵자기공명 스펙트럼을 나타낸 것이다.Figure 4 shows the hydrogen-carbon nuclear magnetic resonance spectrum of ketoatrosine A.

상기 목적에 따라, 본 발명에서는 하기 화학식 1의 구조를 갖고, 키틴 합성효소 II에 대해 저해활성을 나타내는 신규 화합물 케토아트로신 A가 제공된다.In accordance with the above object, the present invention provides a novel compound ketoatrosine A having the structure of formula (1) and exhibiting inhibitory activity against chitin synthase II.

화학식 1Formula 1

상기 화합물 케토아트로신 A는 노란색 분말로서 분자식 C14H14O5로 나타낼 수 있고 분자량은 262이며, 메탄올, 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 물에는 용해되나, 아세톤, 에탄올, CH3CN, 헥산 및 클로로포름에는 용해되지 않는다. 케토아트로신 A는 키틴 합성효소 II에 대한 저해활성의 IC50이 약 104 ㎍/㎖로서 우수하여 여러 가지 병원성 진균류에 대하여 우수한 항균활성을 나타낸다.The compound ketoatrosine A can be represented by the molecular formula C 14 H 14 O 5 as a yellow powder and has a molecular weight of 262, and is soluble in methanol, dimethyl sulfoxide (DMSO) and water, but acetone, ethanol, CH 3 CN, hexane And insoluble in chloroform. Ketoatrosine A exhibits an excellent antimicrobial activity against various pathogenic fungi, with an IC 50 of about 104 μg / ml having an inhibitory activity against chitin synthase II.

병원성 진균류를 효과적으로 억제하기 위하여, 유효성분으로서 케토아트로신 A를 약제학적으로 허용되는 담체와 혼합하여 항진균제 조성물을 제조할 수 있다. 이 항진균제 조성물은 통상적으로 사용되는 부형제, 붕해제, 감미제, 활택제, 향미제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 통상적인 방법에 의해 정제, 캅셀제, 산제, 과립, 현탁제, 유화제, 시럽제, 액제 또는 비경구 투여용 제제와 같은 단위 투여형 또는 수회 투여형 약제학적 제제로 제형화될 수 있다.In order to effectively inhibit pathogenic fungi, anti-fungal compositions can be prepared by mixing ketoatrosine A as an active ingredient with a pharmaceutically acceptable carrier. The antifungal composition may further include conventionally used excipients, disintegrants, sweeteners, lubricants, flavoring agents, etc., and tablets, capsules, powders, granules, suspensions, emulsifiers, syrups, liquids by conventional methods Or in dosage unit forms or as multi-dose pharmaceutical preparations, such as preparations for parenteral administration.

케토아트로신 A를 유효성분으로 함유하는 본 발명의 항진균제 조성물은 목적하는 바에 따라 비경구투여하거나 경구투여할 수 있으며, 하루에 체중 1 ㎏당 1 내지 50 mg/kg 체중, 바람직하게는 10 내지 15 mg/kg 체중, 더욱 바람직하게는 12 내지 13 mg/kg 체중의 활성성분이 되도록 1일 1회 이상 투여할 수 있다. 그러나 특정 환자에 대한 투여용량 수준은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여 방법, 배설율, 질환의 중증도 등에 따라 변화될 수 있다.The antifungal composition of the present invention containing ketoatrosine A as an active ingredient may be parenterally or orally administered as desired, and may be 1 to 50 mg / kg body weight, preferably 10 to 1 kg per day of body weight per day. It may be administered at least once a day to be an active ingredient of 15 mg / kg body weight, more preferably 12 to 13 mg / kg body weight. However, the dosage level for a particular patient may vary depending on the patient's weight, age, sex, health condition, diet, time of administration, method of administration, rate of excretion, severity of disease, and the like.

본 발명에서는 또한 케토아트로신 A를 생산하는 신균주 케토미움 아트로브루니움(Chaetomium atrobrunneum) F449가 제공된다. 본 발명의 균주 케토미움 아트로브루니움 F449는 25∼30℃에서 생장이 가장 왕성하고 42℃이상에서는 생장하지 못하나 일반적으로 성장 속도가 매우 느리며 배지의 종류에 따라 커다란 차이를 나타내지는 않는다. 이 균주의 형태는 도 1a 내지 도 1d에서 보는 바와 같은데, 도 1a는 자낭포자(ascospore), 도 1b는 자낭(子囊, ascus), 도 1c는 자낭과(子囊果, ascomata) 그리고 도 1d는 자낭이 두꺼워진 형태인 자각(子殼, peridium)을 각각 나타낸다. ISCC-NBC 색채도감을 기준으로 하여 이 균주의 색채를 비교한 결과 Czapek 배지(0.2NaNO3, 0.1K2HPO4, 0.05MgSO4·7H2O, 0.05KCl, 0.001FeSO4·7H2O, 3.0슈크로즈, 1.5아가), MEA 배지(2.5맥아 추출물, 1.5아가), MEA1C 배지(2.5맥아 추출물, 1.0셀룰로즈, 1.5아가), CYA 배지(0.5효모 추출물, 0.3NaNO3, 0.1K2HPO4, 0.05MgSO4·7H2O, 0.05KCl, 0.001FeSO4·7H2O, 0.0005CuSO4·5H2O, 0.001ZnCl2·7H2O, 3.0슈크로즈, 1.5아가), CYA 20S 배지(0.5효모 추출물, 0.3NaNO3, 0.1K2HPO4, 0.05MgSO4·7H2O, 0.05KCl, 0.001FeSO4·7H2O, 0.0005CuSO4·5H2O, 0.001ZnCl2·7H2O,20.0슈크로즈, 1.5아가) 및 PDA 배지(Difco. Co., 제품번호: 0013-17-6)에서 노란색 계열의 색깔을 나타낸 반면, YMA 배지(0.3효모 추출물, 0.3맥아 추출물, 0.5트립톤, 1.5아가)에서는 흰색을 나타내었으며 배지 뒷면은 모두 진한 갈색 계열의 색깔을 나타내어 가용성 색소를 생산하는 것으로 추정된다. 또한, 형태적 특징으로서 자낭은 곤봉(clavate) 모양의 8개의 포자를 지니고 있으며, 자낭포자는 회색으로서 방추 모양(fusiform)과 긴 서양배 모양(pyriform)으로 존재한다. 또한 매끄러운 형태이며 격막이 존재하는 긴 자낭과에 붙어있는 자낭과 강모(子囊果 剛毛, ascomatal setae)가 관찰되며, 이 강모(剛毛)가 생성되는 곳에 황록색과 검정색을 나타내는 지름 40∼70㎛인 둥근 형태의 자낭과가 존재한다. 케토미움 아트로브루니움 F449는 생명공학연구소 유전자은행(KCTC)에 1999년 5월 17일자로 기탁번호 제 KCTC 0612BP 호로 기탁되어 있다.Also provided in the present invention is a new strain, Keetomium atrobrunneum F449 , which produces ketoatrosine A. In the present invention, the strain Ketomium atrobrunium F449 is most vigorous at 25 to 30 ° C., but does not grow above 42 ° C., but generally has a very slow growth rate and does not show a significant difference depending on the type of medium. The morphology of this strain is as shown in Figures 1a to 1d, Figure 1a is an ascospore, Figure 1b is an ascus, Figure 1c is an ascomata and Figure 1d Each thickened form of perception (子 殼, peridium) represents. Comparison of the color of this strain based on the ISCC-NBC chromaticity results showed that Czapek medium (0.2NaNO 3 , 0.1K 2 HPO 4 , 0.05MgSO 4 · 7H 2 O, 0.05KCl, 0.001FeSO 4 · 7H 2 O, 3.0 Sucrose, 1.5 agar), MEA medium (2.5 malt extract, 1.5 agar), MEA1C medium (2.5 malt extract, 1.0 cellulose, 1.5 agar), CYA medium (0.5 yeast extract, 0.3 NaNO 3 , 0.1K 2 HPO 4 , 0.05 MgSO 4 · 7H 2 O, 0.05KCl, 0.001FeSO 4 · 7H 2 O, 0.0005CuSO 4 · 5H 2 O, 0.001ZnCl 2 · 7H 2 O, 3.0 sucrose, 1.5 agar), CYA 20S medium (0.5 yeast extract, 0.3NaNO 3 , 0.1K 2 HPO 4 , 0.05MgSO 4 · 7H 2 O, 0.05KCl, 0.001FeSO 4 · 7H 2 O, 0.0005CuSO 4 · 5H 2 O, 0.001ZnCl 2 · 7H 2 O, 20.0 sucrose, 1.5 Agar) and PDA medium (Difco. Co., product number: 0013-17-6) showed yellowish color, whereas YMA medium (0.3 yeast extract, 0.3 malt extract, 0.5 tryptone, 1.5 agar) showed white color. The back side of the medium was all dark brown in color. It is estimated to produce. Also, as a morphological feature, the vesicles have eight spherical spherical spores, and the vesicles are gray, fusiform and long pyriform. In addition, a smooth form, and long as the septum is attached to the long scapula and ascomatal setae is observed, the round is 40 to 70 ㎛ diameter yellow-yellow and black where the bristles are produced There is a form of pericardium. Ketomeum Acrobrunium F449 has been deposited with Accession No. KCTC 0612BP dated May 17, 1999 to the Institute of Biotechnology Gene Bank (KCTC).

케토미움 아트로브루니움 F449를 배양하여 케토아트로신 A를 생산하기 위해서, 종균배지(0.5글루코즈, 1.5가용성 전분, 0.2효모 추출물, 0.5폴리펩톤, 0.1KH2PO4및 0.05MgSO4·7H2O)에 케토미움 아트로브루니움 F449를 접종하고 25 내지 30℃에서 3 내지 4일동안 진탕배양한 후 배양된 종균을 생산배지, 예를 들어, YM 브로쓰 배지(0.3효모 추출물, 0.3맥아 추출물, 0.5트립톤)에 접종하여 25 내지 30℃에서 3 내지 5일동안 진탕배양한다.In order to produce ketoatrosine A by culturing ketodium atrobrunium F449, the seed medium (0.5 glucose, 1.5 soluble starch, 0.2 yeast extract, 0.5 polypeptone, 0.1 KH 2 PO 4 and 0.05 MgSO 4 · 7H 2 O) was inoculated with ketium atrobrunium F449 and shaken for 3 to 4 days at 25 to 30 ° C., followed by production of cultured spawn, for example, YM broth medium (0.3 yeast extract, 0.3 malt extract). , 0.5 tryptone) and incubated for 3 to 5 days at 25-30 ℃.

본 발명에서는 또한 케토미움 아트로브루니움 F449의 배양액으로부터 케토아트로신 A를 분리하는 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 구체적으로 다음의 단계들을 포함한다. 우선, 케토미움 아트로브루니움 F449의 발효액에 에틸 아세테이트를 가하여 추출한 후 감압농축하여 노란색의 조추출물을 얻는다. 이 조추출물을 클로로포름-메탄올 혼합액을 용출액으로 사용하는 순상 실리카겔 컬럼 크로마토그라피로 분리시키는데, 여기에서 용출액중 클로로포름과 메탄올의 혼합비는 98 : 2 내지 95 : 5의 범위로 할 수 있고, 97 : 3(v/v)이 바람직하다. 저해활성을 나타내는 분획들을 감압농축하여 다시 메탄올과 물의 혼합액을 용출액으로 사용하는 역상 실리카겔 컬럼 크로마토그라피로 분리시키는데, 여기에서 용출액중 메탄올과 물의 혼합비는 50 : 50 내지 60 : 40의 범위로 할 수 있고, 50 : 50(v/v)이 바람직하다. 여기에서 얻어진 활성 분획을 다시 세파덱스 LH-20 컬럼에 흡착시킨 후 메탄올로 용출시켜 노란색의 부분정제된 활성 물질을 얻는다. 그 후, 부분 정제된 활성 물질을 프레퍼레이티브 TLC(preparative TLC)를 사용하여 분리정제함으로써 순수한 케토아트로신 A를 분리한다. 상기 프레퍼레이티브 TLC에서, 전개 용매로서는 헥산, 에틸 아세테이트 및 이소프로필알콜의 혼합용매를 사용할 수 있으며, 이들의 혼합비는 60∼70 : 30∼40 : 0∼10의 범위로 할 수 있고, 이들이 60 : 30 : 10(v/v/v)의 비율로 혼합된 용매가 바람직하다. 본 발명의 방법에 의하면, 순수한 케토아트로신 A를 케토미움 아트로브루니움 F449의 발효액 1ℓ당 400 ㎍의 수율로 얻을 수 있다.The present invention also provides a method for isolating ketoatrosine A from a culture of Ketomium atrobrunium F449. The method of the present invention specifically includes the following steps. First, ethyl acetate is added to a fermentation broth of Ketodium Atrobrunium F449 and extracted, followed by concentration under reduced pressure to obtain a yellow crude extract. This crude extract is separated by normal phase silica gel column chromatography using chloroform-methanol mixture as eluent, wherein the mixing ratio of chloroform and methanol in the eluate can be in the range of 98: 2 to 95: 5, and 97: 3 ( v / v) is preferred. The fractions showing inhibitory activity were concentrated under reduced pressure and separated by reverse phase silica gel column chromatography using a mixture of methanol and water as eluent, wherein the mixing ratio of methanol and water in the eluate could be in the range of 50:50 to 60:40. , 50:50 (v / v) is preferable. The active fractions obtained here are adsorbed on a Sephadex LH-20 column and then eluted with methanol to give a yellow partially purified active material. The pure ketoatrosine A is then separated by partially purified purification of the active substance using preparative TLC. In the preparative TLC, a mixed solvent of hexane, ethyl acetate and isopropyl alcohol can be used as the developing solvent, and the mixing ratio thereof can be in the range of 60 to 70:30 to 40: 0 to 10, and these are 60 A solvent mixed at a ratio of: 30: 10 (v / v / v) is preferred. According to the method of the present invention, pure ketoatrosine A can be obtained in a yield of 400 µg per liter of fermentation broth of Ketodium atrobrunium F449.

이하 본 발명의 구체적인 구성과 작용을 실시예를 들어 설명하지만 본 발명의 범위가 하기 실시예에만 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the specific configuration and operation of the present invention will be described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited only to the following Examples.

실시예 1: 생산균주의 선발Example 1 Selection of Production Strains

대한민국 강원도 오대산에서 채취한 토양 1g에 전처리 용액(조성: 0.02Tween 80, 6효모 추출물, 0.01MgSO4·7H2O)을 첨가하여 103배로 희석한 후 희석액 0.1 ㎖를 YMA 배지(0.3효모 추출물, 0.3맥아 추출물, 0.5트립톤, 1.5아가)에 분주하여 7일동안 배양하여 단일 콜로니(Haykawa 등,J. Ferment. Technol., 65(5), 501-509(1987))를 분리하였다. 이와 같이 F449로 명명된 균주를 분리하고 데 홍 및 구아노(De Hong and Guano)의 방법(Atlas of Clinical Fungi,Universitat Kovira: Nirgili, Reus, Spain, pp 282-283(1995))에 따라 균학적 연구를 수행하였다. 분리된 균주를 동정하기 위해, Czapek 배지(0.2NaNO3, 0.1K2HPO4, 0.05MgSO4·7H2O, 0.05KCl, 0.001FeSO4·7H2O, 3.0슈크로즈, 1.5아가), MEA 배지(2.5맥아 추출물, 1.5아가), MEA1C 배지(2.5맥아 추출물, 1.0셀룰로즈, 1.5아가), CYA 배지(0.5효모 추출물, 0.3NaNO3, 0.1K2HPO4, 0.05MgSO4·7H2O, 0.05KCl, 0.001FeSO4·7H2O, 0.0005CuSO4·5H2O, 0.001ZnCl2·7H2O, 3.0슈크로즈, 1.5아가), CYA 20S 배지(0.5효모 추출물, 0.3NaNO3, 0.1K2HPO4, 0.05MgSO4·7H2O, 0.05KCl, 0.001FeSO4·7H2O, 0.0005CuSO4·5H2O, 0.001ZnCl2·7H2O, 20.0슈크로즈, 1.5아가), PDA 배지(Difco. Co., 제품번호: 0013-17-6) 및 YMA 배지에 접종하여 25∼42℃에서 각각 14일간 배양하면서 관찰하였다.1 g of soil collected from Odaesan, Gangwon-do, Korea was added a pre-treatment solution (composition: 0.02Tween 80, 6 yeast extract, 0.01MgSO 4 · 7H 2 O) and diluted 10 3 times, and 0.1 ml of the diluted solution was added to YMA medium (0.3 yeast extract, Single malt (Haykawa et al. , J. Ferment. Technol., 65 (5), 501-509 (1987)) was cultured in 0.3 malt extract, 0.5 tryptone and 1.5 agar) for 7 days. The strain named F449 was isolated and bacteriologically studied according to the method of De Hong and Guano (Atlas of Clinical Fungi, Universitat Kovira: Nirgili, Reus, Spain , pp 282-283 (1995)). Was performed. To identify isolated strains, Czapek medium (0.2NaNO 3 , 0.1K 2 HPO 4 , 0.05MgSO 4 · 7H 2 O, 0.05KCl, 0.001FeSO 4 · 7H 2 O, 3.0 sucrose, 1.5 agar), MEA medium (2.5 malt extract, 1.5 agar), MEA1C medium (2.5 malt extract, 1.0 cellulose, 1.5 agar), CYA medium (0.5 yeast extract, 0.3 NaNO 3 , 0.1K 2 HPO 4 , 0.05MgSO 4 · 7H 2 O, 0.05KCl , 0.001 FeSO 4 · 7H 2 O, 0.0005CuSO 4 · 5H 2 O, 0.001 ZnCl 2 · 7H 2 O, 3.0 sucrose, 1.5 agar), CYA 20S medium (0.5 yeast extract, 0.3NaNO 3 , 0.1K 2 HPO 4 , 0.05MgSO 4 · 7H 2 O, 0.05KCl, 0.001FeSO 4 · 7H 2 O, 0.0005CuSO 4 · 5H 2 O, 0.001ZnCl 2 · 7H 2 O, 20.0 sucrose, 1.5 agar), PDA medium (Difco.Co , Product number: 0013-17-6) and inoculated in YMA medium and observed for 14 days at 25-42 ℃.

실험 결과, 이 균주는 25∼30℃에서 생장이 가장 왕성하였고 42℃이상에서는 생장하지 못하였으나 일반적으로 성장 속도가 매우 느리며 배지의 종류에 따라 커다란 차이를 나타내지는 않았다. 이 균주의 형태를 배율 800배의 광학 현미경을 이용하여 관찰하였으며 그 결과는 도 1a 내지 도 1d에서 보는 바와 같은데, 도 1a는 자낭포자(ascospore), 도 1b는 자낭(ascus), 도 1c는 자낭과(子囊果, ascomata) 그리고 도 1d는 자낭이 두꺼워진 형태인 자각(子殼, peridium)을 각각 나타낸다. ISCC-NBC 색채도감을 기준으로 하여 이 균주의 색채를 비교한 결과 YMA 배지를 제외한 6 종류의 배지에서 모두 유사한 노란색 계열의 색깔을 나타낸 반면 YMA 배지에서는 흰색을 나타내었으며 배지 뒷면은 모두 진한 갈색 계열의 색깔을 나타내어 가용성 색소를 생산하는 것을 알 수 있었다. 또한, 형태적 특징으로서 자낭은 곤봉(clavate) 모양의 8개의 포자를 지니고 있으며, 자낭포자는 회색으로서 방추 모양(fusiform)과 긴 서양배 모양(pyriform)으로 존재하였다. 또한 매끄러운 형태이며 격막이 존재하는 긴 자낭과 강모(子囊果 剛毛, ascomatal setae)를 관찰하였으며, 이 강모가 생성되는 곳에서 황록색과 검정색을 나타내는 지름 40∼70 ㎛인 둥근 형태의 자낭과가 관찰되었다. 이외에 텍스츄어 오굴라리스(Texture augularis)와 유사한 형태의 자각이 관찰되었으므로, 이러한 결과들을 종합하여 F449 균주는 케토미움 아트로브루니움(Chaetomium atrobrunneum)으로 판명되었다.As a result, this strain was the most vigorous growth at 25 ~ 30 ℃ and did not grow above 42 ℃ but in general the growth rate is very slow and did not show a big difference depending on the type of medium. The morphology of the strain was observed using an optical microscope with a magnification of 800 times, and the results are as shown in FIGS. 1A to 1D, where FIG. 1A is an ascospore, FIG. 1B is an ascus, and FIG. Fruits (子囊 果, ascomata) and Figure 1d shows the peridium (子 殼, peridium) in the form of a thickened capsule. The color comparison of this strain was based on the ISCC-NBC chromaticity. All six media except YMA medium showed similar yellow color, whereas YMA medium showed white color and the back side of the medium was dark brown. It was found that color produced soluble pigment. Also, as a morphological feature, the scapula has eight spherical spherical spores, and the scapula are gray and fusiform and long pyriform. In addition, smooth and long septum and bristles (ascomatal setae) with diaphragm were observed, and rounded pericardium with a diameter of 40-70 μm, yellowish green and black, were observed. . In addition, a similar form of texture augularis was observed, and thus, the F449 strain was identified as Chaetomium atrobrunneum .

본 발명자들은 케토미움 아트로브루니움 F449를 생명공학연구소 유전자은행에 1999년 5월 17일자로 기탁번호 제 KCTC 0612BP 호로 기탁하였다.The inventors deposited Ketoum Astrobrunium F449 with the Accession No. KCTC 0612BP dated May 17, 1999 at the Biotechnology Research Institute Gene Bank.

실시예 2: 케토미움 아트로브루니움 F449가 생산하는 키틴 합성효소 II 활성저해물질의 분리 및 정제Example 2 Isolation and Purification of Chitin Synthase II Inhibitors Produced by Ketomium Atrobrunium F449

(단계 1) 균주의 배양(Step 1) Cultivation of Strains

냉동보관된 F449 균주(10 글리세롤, -80℃)를 배플(baffle)이 있는 500 ㎖ 삼각 프라스크에 50 ㎖ 종균배지(포도당 2 , 효모 추출물 0.2 , 폴리펩톤 0.5 , 인산칼륨 0.1 , 황산 마그네슘 7수화물 0.05 , pH 5.9로 조정후 살균)에 접종하여 26℃에서 4일동안 배양하였다. 이 배양액을 YM 배지(효모 추출물 0.3 , 트립톤 0.5 , 포도당 1 ) 1ℓ에 2 (v/v) 농도가 되게 접종한 후 26℃에서 130 rpm으로 5일동안 진탕배양하였다.Frozen F449 strain (10 glycerol, -80 ° C) was placed in a 500 ml Erlenmeyer flask with a baffle in a 50 ml seedling medium (glucose 2, yeast extract 0.2, polypeptone 0.5, potassium phosphate 0.1, magnesium sulfate heptahydrate). 0.05, adjusted to pH 5.9 and then sterilized) and incubated for 4 days at 26 ℃. This culture was inoculated at a concentration of 2 (v / v) in 1 L of YM medium (yeast extract 0.3, tryptone 0.5, glucose 1), and then cultured at 26 ° C. at 130 rpm for 5 days.

(단계 2) 키틴 합성효소 II 활성 저해 물질의 분리 및 정제(Step 2) Isolation and Purification of Chitin Synthase II Inhibitors

(단계 1)에서 얻은 케토미움 아트로브루니움 F449의 배양액 12 ℓ에 동량의 에틸 아세테이트를 첨가하여 2회 추출한 후 감압 농축하고 에틸 아세테이트 추출물을 순상 크로마토그라피 컬럼(Merck, Kieselgel 60, 230-400 mesh)에 흡착시킨 후 클로로포름과 메탄올의 혼합액(97 : 3(v/v))으로 용출하여 활성 분획을 얻고 이 활성 분획을 농축하여 다시 역상 컬럼(Merck, Lichroprep RP-18, 40-63 ㎛)에 흡착시켰다. 역상 컬럼에 흡착된 활성 성분을 메탄올과 물의 혼합액(50 : 50(v/v))으로 용출하여 활성 분획을 얻었으며, 이 활성 분획을 용출액으로서 메탄올을 사용한 세파덱스 LH-20 크로마토그라피로 분리하여 부분 정제된 활성물질을 얻었다. 최종적으로, 부분 정제된 활성 분획을 이용하여 전개용매로서 헥산, 에틸 아세테이트 및 이소프로필알콜의 혼합용매(60:30:10(v/v/v))를 사용한 프레퍼레이티브 TLC를 실시하여 키틴 합성효소 II의 활성을 저해하는 순수한 화합물을 분리하고, 이를 케토아트로신 A로 명명하였다. 이때, 최종적으로 얻어진 순수한 케토아트로신 A의 수율은 배양액 1 ℓ당 400 ㎍이었다.Ketomium atrobrunium obtained in (Step 1) After extracting twice with the same amount of ethyl acetate, 12 ml of F449 was concentrated under reduced pressure. The ethyl acetate extract was adsorbed onto a normal chromatography column (Merck, Kieselgel 60, 230-400 mesh), and then a mixture of chloroform and methanol (97 : Eluted with 3 (v / v)) to obtain an active fraction, which was concentrated and again adsorbed onto a reversed phase column (Merck, Lichroprep RP-18, 40-63 μm). The active ingredient adsorbed on the reverse phase column was eluted with a mixture of methanol and water (50:50 (v / v)) to obtain an active fraction, which was separated by Sephadex LH-20 chromatography using methanol as eluent. A partially purified active material was obtained. Finally, chitin synthesis was carried out using partially purified active fraction using preparative TLC using a mixed solvent of hexane, ethyl acetate and isopropyl alcohol (60:30:10 (v / v / v)) as a developing solvent. Pure compounds that inhibit the activity of enzyme II were isolated and termed ketoatrosine A. At this time, the yield of pure ketoatrosine A finally obtained was 400 μg per 1 liter of culture.

케토아트로신 A의 이화학적 성질은 표 1과 같다.The physicochemical properties of ketoatrosine A are shown in Table 1.

구분division 이화학적 성질Physicochemical Properties 외형(appearance)Appearance 노란색 분말Yellow powder 분자식Molecular formula C14H14O5 C 14 H 14 O 5 분자량Molecular Weight 262262 가용성Availability MeOH, DMSO, 물MeOH, DMSO, Water 불용성Insoluble 아세톤, EtOH, CH3CN, 헥산, 클로로포름Acetone, EtOH, CH 3 CN, Hexane, Chloroform

실시예 3: 기기분석 및 구조결정Example 3: Instrument Analysis and Structure Determination

케토아트로신 A의 구조를 결정하기 위하여, 다음과 같은 여러 가지 기기분석을 행하였다.In order to determine the structure of ketoatrosine A, various instrumental analyzes were performed as follows.

(1) 자외선-가시광선 흡광도 분석(1) UV-Vis absorbance analysis

케토아트로신 A를 100 메탄올에 녹여 자외선-가시광선 분광기(Shimazu사, UV-265)를 이용하여 흡수 파장을 분석한 결과 UV 225, 272, 408 nm에서 최대 흡수치를 나타내었다.Ketoatrosine A was dissolved in 100 methanol, and the absorption wavelength was analyzed using an ultraviolet-visible spectrometer (Shimazu, UV-265). As a result, maximum absorption was obtained at UV 225, 272, and 408 nm.

(2) 적외선(IR) 흡광도 분석(2) Infrared (IR) absorbance analysis

분말상의 케토아트로신 A 2 ㎎을 KBr창에 넣어 적외선 분광기(Bruker EQuinox 55)로 분석하였다. 분광결과 3,400 cm-1에서 하이드록실기의 존재와 2,921과 2,851 cm-1에서 메틴(methine) 및 메틸기에 기인하는 C-H 연장 진동(stretching vibration), 1,500-1,750 cm-1에서 카보닐 및 방향족 C=C에 기인하는 흡수 피크가 관찰되었다.2 mg of powdery ketoatrosine A was put into a KBr window and analyzed by an infrared spectrometer (Bruker EQuinox 55). Spectroscopy shows the presence of hydroxyl groups at 3,400 cm -1 and CH stretching vibrations due to methine and methyl groups at 2,921 and 2,851 cm -1 , carbonyl and aromatic C at 1,500-1,750 cm -1 An absorption peak attributable to C was observed.

(3) 분자량 분석(3) molecular weight analysis

질량분석기(Hewlett packard 5989A)를 이용하여 고분해성 질량분석을 행한 결과, 분리 정제된 케토아트로신 A의 분자량은 262이고 분자식은 C14H14O5로 추정되었으며, 화학식 1과 같은 구조식을 가진 것으로 판명되었다.As a result of high resolution mass spectrometry using a mass spectrometer (Hewlett packard 5989A), the molecular weight of the purified purified ketoatrosine A was 262, and the molecular formula was C 14 H 14 O 5 . It turned out to be.

(4) 핵자기공명(NMR) 분석(4) nuclear magnetic resonance (NMR) analysis

케토아트로신 A 10 ㎎을 CD3OD에 녹여 5 ㎜ NMR 튜브에 넣고 Brucker AMX 500기종으로 NMR 분석을 행하였으며,1H-NMR은 500 MHz로,13C-NMR은 125 MHz로 측정하였다(도 2 및 도 3). 그리고 수소-탄소 연결 핵자기공명 스펙트럼을 측정하여 구조를 결정하였으며 그 결과는 도 4에 나타낸 바와 같다.10 mg of ketoatrosine A was dissolved in CD 3 OD, placed in a 5 mm NMR tube, and subjected to NMR analysis using a Brucker AMX 500. 1 H-NMR was measured at 500 MHz and 13 C-NMR at 125 MHz. 2 and 3). The structure was determined by measuring the hydrogen-carbon-linked nuclear magnetic resonance spectra and the results are shown in FIG. 4.

실시예 4: 키틴 합성효소 II의 저해활성 검정Example 4: Inhibitory Activity Assay of Chitin Synthetase II

케토아트로신 A의 키틴 합성효소 II에 대한 저해 활성은 UDP-[14C]GlcNAc (N-acetyl-D-glucosamine) (400,000 cpm/μmol)을 기질로 하여 최 원자 등의 방법(Won-Ja Choi, et al.,Anal. Biochem., 219, 368-372, 1994)을 사용하여 측정하였다. 시험군으로서 32 mM Tris-HCl(pH 8.0), 1.6 mM 코발트 아세테이트, 1.1 mM UDP-[14C]GlcNAc, 20 ㎕의 키틴 합성효소 II의 조효소액, 14 ㎕의 케토아트로신 A, 2 ㎕의 트립신(2 ㎎/㎖)을 가하여 30℃에서 15분 동안 예비반응을 시켰다.Inhibitory activity of ketoatrosine A on chitin synthase II was based on UDP- [ 14 C] GlcNAc (N-acetyl-D-glucosamine) (400,000 cpm / μmol) as a substrate (Won-Ja). Choi, et al., Anal. Biochem., 219 , 368-372, 1994). As test group, 32 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1.6 mM cobalt acetate, 1.1 mM UDP- [ 14 C] GlcNAc, 20 μl of chitin synthase II coenzyme solution, 14 μl of ketoatrosine A, 2 μl Trypsin (2 mg / ml) was added to the reaction for 30 minutes at 30 ℃.

이 반응액에 2 ㎕의 트립신 저해제(4 ㎎/㎖)를 첨가하여 얼음에서 10분 동안 방치하고, 32 mM N-아세틸글루코사민을 첨가하여 전체 용적이 50 ㎕가 되게 한 후, 30℃에서 90분 동안 반응시켰다. 이 반응액에 1 ㎖의 10 트리클로로아세트산을 첨가하여 반응을 정지시킨 후 GF/C 여과지(Whatman Co.)를 이용하여 여과하였다. 이 여과지를 건조시킨 후 3 ㎖의 칵테일(LUMAC LSC B.V.)을 첨가하여 액체 섬광계수기를 이용하여 방사능을 측정하였다.2 μl of trypsin inhibitor (4 mg / ml) was added to the reaction solution, which was left on ice for 10 minutes, and 32 mM N-acetylglucosamine was added so that the total volume was 50 μl, followed by 90 minutes at 30 ° C. Reacted for a while. After the reaction was stopped by adding 1 ml of 10 trichloroacetic acid to the reaction solution, the reaction solution was filtered using GF / C filter paper (Whatman Co.). After drying the filter paper, 3 ml of cocktail (LUMAC LSC B.V.) was added and radioactivity was measured using a liquid scintillation counter.

이 때 대조군은 반응액에 케토아트로신 A를 첨가하지 않았고, 공시험군(Blank)은 케토아트로신 A와 키틴 합성효소 II를 첨가하지 않고 동일한 실험을 반복하여 방사능을 측정하였다. 케토아트로신 A의 키틴 합성효소 II에 대한 저해 활성은 수학식 1에 따라 계산하였다.At this time, the control group did not add ketoatrosine A to the reaction solution, and the blank test group (Blank) repeated the same experiment without adding ketoatrosine A and chitin synthase II to measure radioactivity. Inhibitory activity of ketoatrosine A against chitin synthase II was calculated according to Equation 1.

그 결과, 케토아트로신 A의 키틴 합성효소 II의 저해활성은 IC50이 104 g/㎖이었다.As a result, the inhibitory activity of the chitin synthase II of ketoatrosine A was IC 50 of 104 g / ml.

실시예 5: 병원성 균주를 이용한 활성 검색Example 5: Activity Screening Using Pathogenic Strains

병원성 균주들 중 효모류는 사부로 브로쓰(Sabouraud's broth)를 이용하여 하룻밤 액체 배양한 후 균액을 107CFU/㎖이 되게 조절하여 접종 균액으로 사용하였으며 진균류는 감자 덱스트로즈 아가 배지(potato dextrose agar)나 사부로 아가(Sabouraud's agar) 배지에서 25℃로 7-14일 동안 충분히 배양하여 접종원으로 사용하였다. 이때 포자를 형성하는 진균류는 최종농도가 107CFU/㎖이 되게 조절하여 피검균 접종 균액으로 사용하였으며 포자를 형성하지 않은 피검균들(test organisms)은 아가 블록(agar bloc)을 이용하여 피검균을 접종하였다. 케토아트로신 A는 멸균된 증류수를 이용하여 2배 희석 계열을 만든 후, 멸균하여 50℃로 유지시킨 감자 덱스트로즈 아가 배지나 사부로 아가 배지와 9 : 1의 비율로 혼합하여 최종 농도가 200-1.95 ㎍/㎖이 되도록 5 cm 크기의 평판에 분주하였다. 배지가 고형화되면 위에서 제조한 피검균들의 접종 균액이나 아가 블록을 각 평판마다 일정량씩 접종하여 25-30℃에서 1-5일 동안 배양한 후 육안으로 관찰하여 균의 생육이 억제된 농도를 최소생육저지농도(MIC)로 정하였다.Yeasts among the pathogenic strains were cultured overnight using Sabouraud's broth, and the fungi were adjusted to 10 7 CFU / mL and the fungus was used as inoculation fungi. Incubated in Sabouraud's agar medium at 25 ° C. for 7-14 days and used as inoculum. At this time, the fungi forming spores were used as the inoculated fungi solution by adjusting the final concentration to 10 7 CFU / mL. The test organisms without forming spores were tested using agar bloc. Was inoculated. Ketoatrosine A was prepared in 2-fold dilution series using sterilized distilled water, and then mixed with potato dextrose agar medium or saburo agar medium at a ratio of 9: 1 by sterilization and maintained at 50 ° C. Aliquots were plated onto 5 cm sized plates to -1.95 μg / ml. When the medium is solidified, the inoculated bacteria or agar blocks of the above-described test bacteria are inoculated in a predetermined amount for each plate, incubated for 1-5 days at 25-30 ° C, and visually observed to minimize the concentration at which the growth of bacteria is suppressed. Low concentration (MIC) was determined.

케토아트로신 A의 동식물 유래의 병원성 진균류에 대한 항균 활성도 측정 결과, 인체 병원균으로 체부백선(體部白癬)이나 무좀(癬)을 일으키는 마이크로스포룸 카니스(Microsporum canis)와 트리코파이톤 멘타그로파이테스(Trichophyton mentagrophytes) 및 뇌척수막염을 유발하는 크립토코커스 네오포르만스(Cryptococcus neoformans)에 대한 MIC는 각각 100 ㎍/㎖이었다. 또한 식물 병원균으로 회색 곰팡이병과 모잘록병을 일으키는 보트리티스 시네리아(Botrytis cinerea) 와 피티움 울티멈(Pythium ultimum)에 대한 MIC값은 100 ㎍/㎖이었으며, 특히 벼의 문고병을 일으키는 리족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani)에 대한 MIC값은 50 ㎍/㎖로 기존의 키틴 합성효소 II 저해제인 폴리옥신 D(polyoxin D; E. Cabib,Antimicrob. Agents Chemother., 35, 170-173, 1991)와 대등한 우수한 항균 활성을 나타내었다.As a result of measuring the antimicrobial activity of pathogenic fungi derived from the flora and fauna of ketoatrosine A, microsporum canis that causes body whiteness and athlete's foot with human pathogensMicrosporum canis) And tricophyton mentagrophytes (Trichophyton mentagrophytes) And Cryptococcus neoformans causing meningitisCryptococcus neoformansMIC for) was 100 μg / ml each. In addition, Botrytis cineraria, a plant pathogen, causes gray fungal and mozalococcal diseases.Botrytis cinerea) And Pittium UltimumPythium ultimumThe MIC value for) was 100 μg / ml, and especially the Lysatonia solani that caused rice paddy disease.Rhizoctonia solaniMIC values for) were 50 μg / ml, and polyoxin D (E. Cabib,Antimicrob. Agents Chemother., 35, 170-173, 1991).

실시예 6: 활성저해물질의 급성독성시험Example 6: Acute Toxicity Test of Active Inhibitors

케토아트로신 A에 대해서 체중 25 g정도의5주령 ddy 마우스(대한실험동물협회)를 대상으로 급성독성 시험을 수행하였다. 먼저 시험물질(케토아트로신 A)을 멸균증류수로 혼합하여 투여직전에 조제하였다. 그리고 대조군은 멸균 증류수를 사용하였으며, 약 3시간 절식시킨 시험계에 대하여 경구 투여용 존데를 이용하여 시험물질을 강제 투여하였다. 투여 당일은 투여 후 1시간에서 6시간까지 매시간, 투여익일부터 14일까지는 매일 1회씩 일반 상태의 변화, 중독 증상 및 사망 동물의 유무를 관찰하였다. 관찰기간 종료후 CO2마취하에 방열치사시켜 내부 장기의 육안적 이상 유무를 상세히 관찰하였다. 그 결과 이 화합물을 1회 100 ㎎까지 투여하고14일 동안 지속적으로 관찰하여도 커다란 독성이 없음을 확인하였다.Acute toxicity test was performed on 5 weeks old ddy mice (Korean Association of Experimental Animals) weighing about 25 g on ketoatrosine A. First, the test substance (ketoatrosine A) was mixed with sterile distilled water and prepared immediately before administration. As a control group, sterile distilled water was used, and the test substance was forcibly administered using the sonde for oral administration to the test system fasted for about 3 hours. On the day of administration, changes in general condition, symptoms of intoxication and the presence of dead animals were observed every hour from 1 hour to 6 hours after administration and once daily from the next day of administration to 14 days. After the end of the observation period, heat dissipation under CO 2 anesthesia was performed to observe the visual abnormality of internal organs in detail. As a result, even when the compound was administered up to 100 mg once and continuously observed for 14 days, it was confirmed that there was no great toxicity.

제제예Formulation example

다음의 제제예는 본 발명에 따른 케토아트로신 A가 유효성분으로 함유된 항진균제의 제제화를 위한 일례이다. 본 발명에 따른 항진균제가 다음의 제제예에 의해 한정되는 것은 아니다.The following formulation is an example for the preparation of an antifungal agent containing ketoatrosine A according to the present invention as an active ingredient. The antifungal agent according to the present invention is not limited by the following formulation examples.

제제예 1: 경구투여용 정제의 제조Formulation Example 1 Preparation of Tablet for Oral Administration

케토아트로신을 유효약물로 하여 다음과 같은 조성물을 만든 후 통상의 방법으로 경구투여용 정제를 제조하였다.After preparing the following composition with keto atosine as an effective drug, a tablet for oral administration was prepared by a conventional method.

성 분ingredient 함 량content

케토아트로신 A 100 ㎎Ketoatrosine A 100 mg

경질 무수규산 10 ㎎Hard silicic anhydride 10 mg

미세결정 셀룰로오스 190 ㎎190 mg of microcrystalline cellulose

스테아린산마그네슘 5 ㎎Magnesium Stearate 5mg

전분글리콘산나트륨 60 ㎎Sodium starch glycolate 60 mg

무수일산일수소칼슘 135 ㎎Calcium monohydrogen anhydride 135 mg

제제예 2: 주사제의 제조Formulation Example 2: Preparation of Injection

케토아트로신 A를 유효약물로 하여 다음과 같은 조성물을 만든 후 통상의 방법으로 주사제를 제조하였다.Injectables were prepared in a conventional manner after preparing the following composition using ketoatrosine A as an effective drug.

성 분ingredient 함 량content

케토아트로신 A 100 ㎎Ketoatrosine A 100 mg

만니톨 180 ㎎Mannitol 180 mg

Na2HPO4ㆍ12H2O 26 ㎎Na 2 HPO 4 12H 2 O 26 mg

증류수 2,974 ㎎Distilled water 2,974 mg

본 발명의 신규 화합물 케토아트로신 A는 키틴 합성효소 II에 대한 선택적 저해활성이 우수하고, 이로 인해 병원성 진균류에 대한 항균활성이 우수하므로 이를 포함하는 약학 조성물은 항진균제로서 유용하게 사용될 수 있다.The novel compound ketoatrosine A of the present invention has excellent selective inhibitory activity against chitin synthase II, and thus excellent antimicrobial activity against pathogenic fungi, so that the pharmaceutical composition comprising the same may be usefully used as an antifungal agent.

Claims (4)

키틴 합성 효소 II를 저해하는 하기 화학식 1의 케토아트로신 A:Ketoatrosine A of Formula 1 that inhibits chitin synthase II: 화학식 1Formula 1 케토아트로신 A를 생산하는 케토미움 아트로브루니움(Chaetomium atrobrunneum) F449 균주(KCTC 0612BP). Chaetomium atrobrunneum F449 strain (KCTC 0612BP) that produces ketoatrosine A. (a) 케토미움 아트로브루니움 F449의 배양액에 에틸 아세테이트를 가하고 추출하여 조추출물을 얻는 단계;(a) adding ethyl acetate to the culture solution of Ketodium atrobrunium F449 and extracting to obtain a crude extract; (b) 상기 조추출물을 클로로포름-메탄올 혼합액을 용출액으로 사용하는 순상 실리카겔 컬럼 크로마토그라피로 분리하여 활성분획을 얻는 단계:(b) separating the crude extract by normal phase silica gel column chromatography using chloroform-methanol mixture as eluent to obtain an active fraction: (c) 단계 (b)에서 얻은 활성분획을 메탄올과 물의 혼합액을 용출액으로 사용하는 역상 실리카겔 컬럼 크로마토그라피로 분리하여 활성분획을 얻는 단계;(c) separating the active fraction obtained in step (b) by reverse phase silica gel column chromatography using a mixture of methanol and water as eluent to obtain an active fraction; (d) 단계 (c)에서 얻은 활성 분획을 메탄올을 용출액으로 사용하는 세파덱스 LH-20컬럼 크로마토그라피로 분리하여 부분정제된 물질을 얻는 단계; 및(d) separating the active fraction obtained in step (c) by Sephadex LH-20 column chromatography using methanol as eluent to obtain partially purified material; And (e) 단계 (d)에서 얻은 부분정제된 물질을 프레퍼레이티브 TLC(preparative TLC)를 사용하여 분리정제함으로써 순수한 케토아트로신 A를 분리하는 단계를 포함하는,(e) separating pure ketoatrosine A by separating and purifying the partially purified material obtained in step (d) using preparative TLC. 케토미움 아트로브루니움 F449의 배양액으로부터 케토아트로신 A를 정제하는 방법.A method for purifying ketoatrosine A from a culture solution of Ketodium atrobrunium F449. 활성성분으로서 하기 화학식 1의 케토아트로신 A 및 약제학적으로 허용되는 담체를 함유하는 항진균제 조성물:An antifungal composition comprising, as an active ingredient, ketoatrosine A of Formula 1 and a pharmaceutically acceptable carrier: 화학식 1Formula 1
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