KR19990080968A - New growth hormone secretagogue - Google Patents
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Abstract
본 발명은 글리코알칼로이드(glycoalkaloids) 계열 화합물의 성장호르몬 분비촉진 인자로서의 용도 및 속단으로부터 글리코알칼로이드인 하기 화학식 1의 아스퍼로사포닌 H1(asperosaponin H1) 의 유도체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 생약재인 속단을 수성 용매로 추출한 수용성 속단 추출액에 n-부탄올 또는 이소부탄올 등의 유기용매를 가하여 층분리를 유도하고 고압역상 액체 크로마토그래피와 폴리아민 Ⅱ(polyamine Ⅱ) 칼럼 크로마토그래피 등을 수행하여 고순도로 분획시킴으로 성장호르몬 분비촉진 활성을 갖는 글리코알칼로이드인 하기 화학식 1의 아스퍼로사포닌 H1 의 유도체를 분리, 정제하는 방법 및 이들을 유효성분으로 하는 약학적 조성물에 관한 것이다. 상기 약학적 조성물은 천연 약재에서 분리되어 안전성이 보장된 성장호르몬 결핍증 질환치료제, 노화 방지제 등으로 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to the use of glycoalkaloid compounds as growth hormone secretion factors and to a method for preparing a derivative of asperosaponin H1 of the following formula (1), which is a glycoalkaloid, specifically, Aqueous fast extract extracted from an herbal extract, an aqueous solvent, was added with an organic solvent such as n-butanol or isobutanol to induce layer separation, and high pressure reversed phase liquid chromatography and polyamine II column chromatography were performed. The present invention relates to a method for isolating and purifying a derivative of Asperosaponin H1 of Formula 1, which is a glycoalkaloid having growth hormone secretagogue activity by fractionation, and a pharmaceutical composition comprising the same as an active ingredient. The pharmaceutical composition may be usefully used as an agent for treating growth hormone deficiency disease, an anti-aging agent, etc., which is separated from natural medicines and ensures safety.
Description
본 발명은 글리코알칼로이드 계열 화합물의 성장호르몬 분비촉진 인자로서의 용도 및 속단으로부터 글리코알칼로이드인 하기 화학식 1의 아스퍼로사포닌 H1 유도체를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the use of the glycoalkaloid compound as a growth hormone secretagogue and to a method for preparing the asperosaponin H1 derivative of the formula (1) which is a glycoalkaloid from the inner ear.
보다 상세하게는 생약재인 속단을 수성 용매로 추출한 수용성 속단 추출액에 n-부탄올 또는 이소부탄올 등의 유기용매를 가하여 층분리를 유도하고 고압역상 액체 크로마토그래피와 폴리아민 Ⅱ 칼럼 크로마토그래피 등을 수행하여 고순도로 분획시킴으로 성장호르몬 분비촉진 활성을 갖는 글리코알칼로이드인 하기 화학식 1의 아스퍼로사포닌 H1 유도체를 분리, 정제하는 방법 및 이들을 유효성분으로 약학적 조성물에 관한 것이다. 상기 약학적 조성물은 천연 약재에서 분리되어 안전성이 보장된 성장호르몬 결핍증 질환치료제, 노화 방지제 등으로 유용하게 사용될 수 있다.More specifically, organic solvents such as n-butanol or isobutanol are added to an aqueous solvent extract, which is extracted from an herbal extract of Sokdan with an aqueous solvent, to induce layer separation, and to perform high pressure reverse phase liquid chromatography and polyamine II column chromatography. The present invention relates to a method for isolating and purifying a Asperosaponin H1 derivative of Formula 1, which is a glycoalkaloid having growth hormone secretagogue activity by fractionation, and to a pharmaceutical composition thereof as an active ingredient. The pharmaceutical composition may be usefully used as an agent for treating growth hormone deficiency disease, an anti-aging agent, etc., which is separated from natural medicines and ensures safety.
화학식 1Formula 1
성장호르몬은 동물의 뇌하수체에서 분비되는 단백질로서 191개의 아미노산으로 구성된 펩타이드 호르몬이다. 성장호르몬은 오래 전부터 동물체로부터 분리되어 주로 왜소증 (dwarfism, 난장이병) 환자들의 치료에 사용되어 왔는데, 과거에는 주로 성장호르몬이 사체의 뇌하수체로부터 추출되어 사용됨으로써 분리 과정에서 다른 질병의 원인균까지 환자에게 유입될 수 있는 위험성이 있어 그 사용이 매우 제한되었다. 그러나 최근 유전공학의 발달과 더불어 미생물을 이용한 성장호르몬의 대량 생산 및 공급이 가능해지고 다른 질환의 감염 위험성이 적어짐에 따라, 재조합 성장호르몬을 포함하는 단백질 제제가 왜소증 치료제 시장의 대부분을 차지하게 되었다. 재조합 성장호르몬은 주사기를 이용하여 자가 치료가 가능할 정도로 보편화되어 있는데, 주로 근육주사로 투여된다. 이와 같이 재조합 성장호르몬은 대량 생산될 수 있음에도 불구하고 일정한 치료 기간동안 요구되는 비용이 상당하고 주사를 이용하는 불편함으로 인하여 최근에는 경구 투여용 제제를 개발하려는 시도들이 활발히 진행되고 있다.Growth hormone is a protein secreted from the pituitary gland of animals and is a peptide hormone consisting of 191 amino acids. Growth hormone has long been isolated from animals and used mainly for the treatment of dwarfism (dwarfism) patients.In the past, growth hormone was extracted from the pituitary gland of carcasses and introduced to the causative organism of other diseases during the separation process. There is a risk of it being very limited in its use. However, with the recent development of genetic engineering, it is possible to mass produce and supply growth hormones using microorganisms and to reduce the risk of infection of other diseases, and protein preparations containing recombinant growth hormones occupy most of the market for dwarfism. Recombinant growth hormone is so popular that self-treatment using a syringe is usually administered by intramuscular injection. As such, although recombinant growth hormone can be mass produced, attempts have recently been made to develop oral formulations due to the considerable cost required for a certain treatment period and the inconvenience of using injections.
경구 투여용 성장호르몬 제제의 기본 요건은 체내에서 흡수율이 높아야 하는 동시에, 선택적으로 성장호르몬 분비를 자극할 수 있는 생물학적 활성도를 지니고 있어야 하는 것이다. 경구 투여로 체내에서 높은 흡수율을 갖기 위해서는 분자량이 작을수록 유리하며, 체내에서 생리 활성 작용을 원활하게 수행하려면 구조적으로도 특별한 물리화학적 성질을 가져야 한다.The basic requirement for growth hormone preparations for oral administration is to have high absorption rate in the body and to have biological activity that can selectively stimulate growth hormone secretion. In order to have a high absorption rate in the body by oral administration, the smaller the molecular weight is advantageous, and to perform the physiological activity in the body smoothly, it must have a special physical and chemical properties.
이와 같은 기본 요건을 갖춘 물질로서 최근에 연구되어 임상시험 단계까지 개발된 대표적인 것들로는 유기합성된 L-692,429 (Horm. Res.,40: 109-115, 1993) 및 L-163,191 (PNAS,92: 7001-7005, 1995), 그리고 펩타이드성 화합물인 GHRP-2 (Endocrinology,140: R9-R13, 1994), GHRP-1 (J. Neuroendocrinology,6: 185, 1994) 및 헥사렐린 (Hexarelin; His-D-2-methyl-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2) 등이 있다. 상기 물질들은 공통적으로 1980년대 초에 알려진 펩타이드성 화합물인 GHRP-6 (His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2)의 기본 구조를 이용하여 새로이 연구 개발된 것이다.Representatives of these basic requirements that have been recently studied and developed up to clinical trials include organically synthesized L-692,429 ( Horm. Res., 40: 109-115, 1993) and L-163,191 ( PNAS, 92). : 7001-7005, 1995), and the peptide compounds GHRP-2 ( Endocrinology, 140: R9-R13, 1994), GHRP-1 ( J. Neuroendocrinology, 6: 185, 1994) and hexarelin (Hexarelin; His- D-2-methyl-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2). The materials are newly researched and developed using the basic structure of GHRP-6 (His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2), a peptide compound commonly known in the early 1980s.
최근 들어 새로운 물질을 개발하는 접근 방식으로 화학물질 라이브러리 (chemical library)를 이용하여 후보 물질들을 대량 검색하는 방법이 각광을 받고 있다. 이외에도 길이가 짧은 펩타이드들로 구성된 펩타이드 라이브러리 (peptide library)도 이용되고 있으며, 자연계에 존재하는 여러 물질들로 구성된 천연물질 라이브러리 (natural library)도 이러한 새로운 물질을 개발하기 위하여 활용될 수 있다. 이와 같이 다양하고 광범위한 라이브러리를 이용하여 신약을 개발하는 것은 개발에 소요되는 기간 및 비용면에서 기존의 접근 방식보다 상당히 효율적이므로 선진 제약기업에서는 이미 오래전부터 자사의 라이브러리를 이용한 신약 개발에 적극적으로 참여하여 왔다. 구체적으로 상기 L-163,191 및 헥사렐린도 이러한 접근 방식으로 개발된 물질이라 할 수 있다.Recently, as an approach for developing a new material, a method for mass screening of candidate materials using a chemical library has been in the spotlight. In addition, a peptide library composed of short peptides is also used, and a natural library composed of various substances in nature can also be used to develop such a new substance. Developing new drugs using these diverse and extensive libraries is considerably more efficient than traditional approaches in terms of the time and cost of development, so developed pharmaceutical companies have long been active in developing new drugs using their libraries. come. Specifically, L-163,191 and hexarelin may be referred to as substances developed by this approach.
동물마다 다르지만 사람의 경우 원래 체내에는 44개의 아미노산으로 구성된 성장호르몬 분비자극 호르몬 (growth hormone releasing hormone, 이하 'GHRH'이라 약칭함)이 존재한다. 또한 시험관내에서 성장호르몬 분비자극 단백질이 합성된 경우도 있는데, 그중 GHRP-6 는 생물학적 활성도에 있어서 상기 GHRH 보다 효과는 저조하지만 분자량 크기 면에서는 상당히 압축되어 있어 유용한 합성 펩타이드이다 (대한내분비학회지, 10(1): 1-9, 1995). GHRP-6 의 자세한 작용 기전에 대해서 많은 연구가 진행되었지만 아직까지 확실한 결론은 내리지 못하고 있다. 그러나 최근에 GHRP 의 수용체가 존재하고 이들이 시상하부와 뇌하수체에서 발견되었다고 보고되었다 (Science,273 (5277): 974, 1996). 또한, 이 물질의 작용 과정에는 부분적으로 프로테인 키나아제 C 가 관여하거나 신호전달 과정에서 칼슘 이온이 유입되어 성장호르몬 분비가 유도되는 것으로 알려져 있다.Although different from animal to animal, there is a growth hormone releasing hormone (GHRH), which is composed of 44 amino acids. In addition, growth hormone secretion stimulating proteins have been synthesized in vitro. Among them, GHRP-6 is a useful synthetic peptide, which is less effective than GHRH in biological activity but is highly compressed in terms of molecular weight. (1): 1-9, 1995). Although much research has been conducted on the detailed mechanism of action of GHRP-6, no clear conclusions have been made yet. Recently, however, it has been reported that receptors of GHRP are present and found in the hypothalamus and pituitary gland ( Science, 273 (5277): 974, 1996). In addition, it is known that protein kinase C is partially involved in the action of the substance or calcium ions are introduced during signaling to induce growth hormone secretion.
미국 머크 (Merck)사가 개발한 L-692,429 (Science,260: 1640-1643, 1993)는 선택적으로 성장호르몬을 분비시키는 것으로 알려졌으며, 동물 실험 단계에서도 효과적인 체내 흡수율을 보여주었다. 그러나 인체 실험 결과는 동물실험결과와는 다르게 나타났다. 따라서 이러한 문제를 개선한 L-163,191 가 개발되었고 이는 경구투여시 생리 활성이 높은 특징이 있으며 개를 이용한 동물 실험 결과를 바탕으로 현재 임상실험 중에 있다 (PNAS,92: 7001-7005, 1995).L-692,429 ( Science, 260: 1640-1643, 1993), developed by Merck, USA, has been shown to selectively secrete growth hormone, and has shown effective body absorption even in the experimental phase of animals. However, human test results were different from animal test results. Therefore, L-163,191 has been developed to improve this problem, which is characterized by high physiological activity during oral administration and is currently in clinical trials based on the results of animal experiments using dogs ( PNAS, 92: 7001-7005, 1995).
이들 물질에 관한 연구 결과는 뇌하수체를 자극하여 성장호르몬을 분비시키는 물질들이 성장호르몬 대체제로서 임상적으로 유용하게 사용될 수 있음을 시사하고 있는 반면, 새로운 성장호르몬 분비자극인자를 개발하는 것이 용이하지 않다는 것을 보여준다.Research on these substances suggests that substances that stimulate the pituitary gland to secrete growth hormone may be clinically useful as growth hormone replacements, while developing new growth hormone secretion factors is not easy. Shows.
이와 같은 사실을 고려하여 본 발명자들은 자연계에 존재하면서 안전성이 확보된 천연물질을 대상으로 새로운 성장호르몬 분비자극인자를 개발하기 위한 연구를 진행하는 과정에서, 실험 재료로 사용했던 복합생약제제가 성장호르몬 분비자극 작용이 있음을 확인하여 이를 대한민국 특허출원 제 96-7402호로서 이미 1996년 3월 19일자로 출원한 바 있다. 또한, 본 발명자들은 후속연구를 진행하는 과정에서 감초로부터 생리활성물질을 분리하여 그의 구조 및 용도를 밝혀 대한민국 특허출원 제 97-12797호로 1997년 4월 26일자로 출원한 바 있다.In view of the above facts, the present inventors conducted a study to develop a new growth hormone secretion stimulating factor for natural substances that exist in the natural and secured safety, and the complex herbal medicine used as an experimental material secretes growth hormone. It confirmed that there is a stimulating action and has already filed as March 19, 1996 as Republic of Korea Patent Application No. 96-7402. In addition, the present inventors separated the bioactive material from licorice in the course of subsequent research to reveal the structure and use thereof, and filed as of April 26, 1997 with Korean Patent Application No. 97-12797.
또한 본 발명자들은 천연물질을 대상으로 새로운 성장호르몬 분비촉진 인자를 개발하기 위하여 연구를 계속하던 중, 생약재인 속단을 수성 용매로 추출한 수용성 속단 추출액에 n-부탄올 또는 이소부탄올 등의 유기용매를 가하여 층분리를 유도함으로 성장호르몬 분비촉진 인자를 포함하는 유기용매층을 얻은 다음 고압역상 액체 크로마토그래피와 폴리아민 Ⅱ 칼럼 크로마토그래피를 이용하여 고순도로 분획시킴으로 화학식 1의 화합물 및 이의 유도체를 분리, 정제하여 그의 물리,화학적 특성을 밝히고 성장호르몬 분비촉진 활성을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.In addition, the present inventors continue the study to develop a new growth hormone secretagogue for natural substances, layered by adding an organic solvent such as n-butanol or isobutanol to the water-soluble fast-acting extract extracted from the fast-acting herbal drug as an aqueous solvent By inducing separation, an organic solvent layer containing growth hormone secretagogue is obtained, and then fractionated with high purity by using high pressure reversed phase liquid chromatography and polyamine II column chromatography to separate and purify the compound of Formula 1 and its derivatives The present invention was completed by identifying chemical properties and confirming growth hormone secretagogue activity.
본 발명은 천연물질로부터 분리된 글리코알칼로이드 계열의 화합물의 새로운 성장호르몬 분비촉진 인자로서의 용도 및 글루코알칼로이드인 화학식 1의 화합물 및 그의 유도체를 속단으로부터 분리, 정제하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method for separating and purifying a compound of formula (1) and a derivative thereof, which is a glucoalkaloid, from glycoalkaloid-based compounds isolated from natural substances as new growth hormone secretagogues.
도 1은 고압역상 액체 크로마토그래피(reverse-phase high performance liquid chromatography)에서 성장호르몬 분비촉진 인자가 분리되는 과정을 나타낸 것이고, 1 shows a process for separating growth hormone secretagogues in reverse-phase high performance liquid chromatography;
도 2는 폴리아민(polyamine) 칼럼을 이용한 최종적인 액체 크로마토그래피에서 성장호르몬 분비촉진 인자가 고순도로 분리되는 과정을 나타낸 것이고, Figure 2 shows the process of separating the growth hormone secretagogue in high purity in the final liquid chromatography using a polyamine column,
도 3은 최종적으로 분리된 성장호르몬 분비촉진 인자가 기존에 알려진 GHRP-6(growth hormone releasing peptide-6)와 유사한 세포막 상의 수용체에 작용하고 있음을 보여주는 분석 결과이다. 3 is a result of analysis showing that the finally isolated growth hormone secretagogue acts on a receptor on the cell membrane similar to the known growth hormone releasing peptide-6 (GHRP-6).
상기 목적을 달성하기 위하여, 글루코알칼로이드 계열 화합물의 성장호르몬 분비촉진 인자로서의 용도를 제공한다. 이 때 글루코알칼로이드 계열의 화합물은 하기 화학식 1의 아스퍼로사포닌 H1 유도체를 포함한다.In order to achieve the above object, there is provided a use of the glucoalkaloid compound as a growth hormone secretagogue. In this case, the glucoalkaloid-based compound includes an asperosaponin H1 derivative represented by the following Chemical Formula 1.
화학식 1Formula 1
또한, 본 발명은 천연 생약재인 속단을 수성 용매로 추출하여 감압농축한 수용성 속단 추출물에 유기용매를 가하여 층분리를 유도하고 분획함으로써 상기 화학식 1의 화합물 및 그의 유도체를 고순도로 얻는 제조방법을 제공한다. 구체적으로 상기 유기용매는 n-부탄올 또는 이소부탄올을 사용하고 분획과정은 고압역상 액체 크로마토그래피와 폴리아민 Ⅱ 칼럼 크로마토그래피를 차례로 수행한다.In addition, the present invention provides a method for obtaining the compound of Formula 1 and its derivatives in high purity by extracting the natural herbal medicine Sokdan with an aqueous solvent to induce layer separation by adding an organic solvent to the water-soluble fast extract extracted under reduced pressure. . Specifically, the organic solvent uses n-butanol or isobutanol, and the fractionation process is performed by high pressure reverse phase liquid chromatography and polyamine II column chromatography.
또한 본 발명은 글루코알칼로이드 계열 화합물을 유효성분으로 하는 성장호르몬 결핍증 질환치료용 약학적 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition for treating growth hormone deficiency disease comprising a glucoalkaloid compound as an active ingredient.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 글루코알칼로이드 계열 화합물의 성장호르몬 분비촉진 인자로서의 용도를 제공한다.The present invention provides the use of a glucoalkaloid compound as a growth hormone secretagogue.
본 발명은 천연 생약재인 속단으로부터 성장호르몬 분비촉진 활성을 갖는 글루코알칼로이드 계열 화합물인 하기 화학식 1의 화합물 및 그의 유도체를 분리, 정제한다.The present invention isolates and purifies a compound of Formula 1 below and a derivative thereof, which is a glucoalkaloid compound having growth hormone secretagogue activity from Sokan, a natural herbal medicine.
화학식 1Formula 1
본 발명에서는 쥐의 뇌하수체를 이용한 동물세포 배양 실험에서 여러 가지 생약재를 대상으로 성장호르몬 분비촉진 성질을 검색하고 이중에서 속단 생약재가 유효한 활성을 보임에 따라 속단으로부터 성장호르몬 분비촉진 활성을 가지는 인자를 분리하고 그 생리 활성을 규명한다.In the present invention, in the animal cell culture experiment using rat pituitary gland, the growth hormone secretion promoting properties were searched for various herbal medicines, and among them, the fast-acting herbal medicine showed effective activity, and the growth hormone secretion-promoting factor was isolated from the inner ear. And its physiological activity.
먼저, 천연 생약재인 속단을 물 등의 수성 용매로 추출하고 감압농축하여 수용성 속단 추출물을 얻는다. 구체적으로 속단을 물에 넣고 끓인 후 여과하여 얻은 추출액에 메탄올을 적절히 가하여 형성되는 침전을 제거하고 원심분리후 상등액을 취한 다음 감압농축하는 과정으로 수용성 속단 추출물을 얻는다.First, Sokdan, which is a natural herbal medicine, is extracted with an aqueous solvent such as water and concentrated under reduced pressure to obtain a water-soluble Sokdan extract. Specifically, the water-soluble fast-acting extract is obtained by removing the precipitate formed by appropriately adding methanol to the extract obtained by boiling the boiling water and filtering and removing the precipitate formed by centrifugation.
상기 과정으로 얻은 수용성 속단 추출물에 n-부탄올, 이소부탄올 등의 유기용매를 가하고 잘 혼합하여 줌으로써 수용성층에 있던 유효성분이 용매층으로 이동할 수 있게 한다. 다음으로 유효성분이 함유된 유기용매층을 회수하여 모은 후 이를 감압농축하고 고압역상 칼럼 액체 크로마토그래피에 이어서 폴리아민 칼럼을 이용한 최종적인 액체 크로마토그래피로 성장호르몬 분비촉진 인자를 고순도로 분리, 정제한다.By adding an organic solvent such as n-butanol and isobutanol to the water-soluble fast extract obtained by the above process and mixing well, the active ingredient in the water-soluble layer can be moved to the solvent layer. Next, the organic solvent layer containing the active ingredient is collected, concentrated, and concentrated under reduced pressure, followed by high pressure reverse phase column liquid chromatography followed by final liquid chromatography using a polyamine column to separate and purify growth hormone secretagogue in high purity.
본 발명에서는 속단으로부터 분리된 성장호르몬 분비촉진 인자의 기능적 특성을 규명하기 위하여 여러 종류의 성장호르몬 분비 유도물질에 작용하는 억제제를 이용하여 쥐 뇌하수체 배양 실험을 수행한다. 그 결과 본 발명의 속단 유래의 성장호르몬 분비 촉진인자는 GHRP-6 가 작용하는 수용체를 자극하여 성장호르몬의 분비를 촉진시킨다는 사실을 확인하였다.In the present invention, a mouse pituitary culture experiment is performed using inhibitors acting on various growth hormone secretion inducers to identify functional properties of growth hormone secretagogues isolated from the genus. As a result, it was confirmed that the growth hormone secretagogue derived from the rapid growth of the present invention stimulates the receptor acting by GHRP-6 to promote the secretion of growth hormone.
본 발명에서는 속단으로부터 분리된 성장호르몬 분비촉진 인자의 구조적 특성을 규명하기 위하여, 원소분석(Elemental Analysis), 질량분석(Mass Spectroscopy), 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Responce Spectroscopy) 실험을 수행한다. 그 결과 속단 유래의 성장호르몬 분비 촉진인자는 글리코알칼로이드 계열인 하기 화학식 2의 아스퍼로사포닌 H1 의 유도체로 C47H76018의 분자식을 갖으며 상기 화학식 1의 구조식을 갖는 화합물임을 확인하였다.In the present invention, in order to determine the structural characteristics of the growth hormone secretagogues isolated from the rapid, elemental analysis (massal analysis), mass spectroscopy (Mass Spectroscopy), nuclear magnetic resonance (Nuclear Magnetic Responce Spectroscopy) experiments. As a result, the growth hormone secretagogue derived from the fast-acting compound is a derivative of the ascorrosponin H1 of the following formula 2, which is a glycoalkaloid, and has a molecular formula of C 47 H 76 0 18 and a compound having the structural formula of Formula 1 above.
본 발명의 글루코알칼로이드 계열 화합물을 유효성분으로 하는 성장호르몬 결핍증 질환치료용 약학적 조성물을 제공한다. 상기에서 글루코알칼로이드 계열 화합물로는 화학식 1의 아스퍼로사포닌 H1 유도체를 포함한다.It provides a pharmaceutical composition for the treatment of growth hormone deficiency disease comprising the glucoalkaloid compound of the present invention as an active ingredient. The glucoalkaloid-based compound includes an asperosaponin H1 derivative of formula (1).
본 발명의 화합물이 치료용 약제로 이용되기 위해서는 약제학적 분야에서 공지의 방법에 의하여 제조될 수 있으며, 그 자체 또는 약학적으로 허용되는 담체(carrier), 부형제(forming agent), 희석제(diluent) 등과 혼합하여 분말, 과립, 정제, 캡슐제 또는 주사제 등의 제형으로 제조되어 사용될 수 있다.In order to use the compound of the present invention as a therapeutic agent, it may be prepared by a known method in the pharmaceutical field, and may be a carrier, excipient, forming agent, diluent, or the like, by itself or a pharmaceutically acceptable carrier. The mixture may be prepared and used in the form of powder, granules, tablets, capsules or injections.
특히 본 발명의 약학적 조성물은 오래전부터 사용되어온 생약재인 속단으로부터 분리되어 독성 및 부작용이 없고 안전성이 확보된 것으로서, 화학물질의 사용시에 수반되는 여러 가지 독성과 생리조절 기능의 부조화 등의 문제점이 발생할 염려가 없는 이점이 있다.In particular, the pharmaceutical composition of the present invention is separated from the fast-acting herbal medicine that has been used for a long time, and thus has no toxicity and no side effects and safety, and causes problems such as various toxicity and physiological control functions associated with the use of chemicals. There is no concern.
또한 본 발명의 글루코알칼로이드 계열 화합물 또는 화학식 1의 화합물 및 그의 유도체를 유효성분으로 하는 약학적 조성물은 노화억제제로서도 유용하게 사용될 수 있다. 실제로 성장호르몬 분비촉진 인자는 노화억제와 유기적인 관련이 있어 본 발명의 화합물은 노화방지제로서 화장품 등에 첨가될 수 있다. 또한 글루코알칼로이드 계열 화합물 또는 화학식 1의 화합물 및 그의 유도체는 성장호르몬 분비 관련 작용 메카니즘 연구, 즉 성장호르몬 분비에 영향을 미치는 신물질의 탐색및 효능기/억제기 연구 및 구조분석에 사용될 수 있다.In addition, the pharmaceutical composition comprising the glucoalkaloid compound of the present invention or the compound of Formula 1 and derivatives thereof as an active ingredient may be usefully used as an anti-aging agent. In fact, growth hormone secretagogues are organically related to anti-aging, and thus the compounds of the present invention can be added to cosmetics and the like as anti-aging agents. In addition, the glucoalkaloid compound or the compound of Formula 1 and its derivatives can be used for the study of growth hormone secretion-related mechanism of action, that is, the search for new substances affecting growth hormone secretion, and the effector / inhibitor research and structural analysis.
이하 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The following examples illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.
이하 실시예에서 사용되는 %는 별도의 언급이 없는 경우 고체/고체는 중량/중량 %, 고체/액체는 중량/부피% 그리고 액체/액체는 부피/부피%를 각각 나타낸다.The percentages used in the examples below represent weight / weight% for solids / solids, weight / volumes for solids / liquids, and volume / volumes for liquids / liquids, unless otherwise noted.
〈실시예 1〉속단의 수용성 추출물의 제조 및 유기 용매를 이용한 추출Example 1 Preparation of Soluble Water-Soluble Extract and Extraction Using Organic Solvent
국내 약재상에서 구입한 건조된 속단 600 g을 2000 ml의 물에 넣고 80-90℃(생약추출온도)의 온도로 약 2 시간 동안 가열하여 수성 추출액을 얻는다. 약 30분간 방치한 후 추출된 용액을 따라 모으고 남은 약재에 물 2000 ml을 다시 부어 동일한 방법으로 재추출을 한다. 이렇게 모은 수성 추출액을 물 중탕하에 끊여 부피를 최종 700 ml로 줄였다. 농축이 되면서 석출되는 침전은 원심분리(10,000g×15분)를 통해 제거하였다. 상기 용액 700ml을 분별깔대기에 담고 이에 약 300ml의 노르말 부탄올을 가하였다. 충분히 혼합한 다음 이를 하루동안 방치하여 맑은 노르말 부탄올 층을 회수하였다. 이렇게 추출된 용매층은 HLPC 의 시료로 사용하였고 주입전에 앞서 원심분리하여 침전을 제거하고 사용하였다.600 g of dried fasteners, purchased from domestic medicinal herbs, were put in 2000 ml of water and heated to a temperature of 80-90 ° C. (medicinal herb extraction temperature) for about 2 hours to obtain an aqueous extract. Leave for about 30 minutes, collect the extracted solution, pour 2000 ml of water over the remaining medicine and re-extract in the same way. The aqueous extracts thus collected were separated under water bath to reduce the volume to the final 700 ml. The precipitate which precipitated while being concentrated was removed by centrifugation (10,000 g × 15 minutes). 700 ml of the solution was placed in a separatory funnel and about 300 ml of normal butanol was added thereto. After sufficient mixing, it was left for one day to recover a clear normal butanol layer. The solvent layer thus extracted was used as a sample of HLPC and centrifuged prior to injection to remove and use the precipitate.
〈실시예 2〉성장 호르몬 분비촉진인자의 분리(고압역상 액체 크로마토그래피)Example 2 Isolation of Growth Hormone Secretagogue (High Pressure Reversed Phase Liquid Chromatography)
상기 실시예 1에서 얻은 용매층을 고압역상 칼럼(Protein-Pack, Protein-RP, 250×20 mm I.D.) 액체크로마토그래피에 적용하여 성장호르몬 분비 촉진인자가 포함된 분획을 분리하였다. 한번에 n-부탄올 층을 1.5ml씩 주사하여 40분에 걸쳐 선형구배방식으로 7ml/분의 유속으로 전개하였으며, 그 결과 얻은 HLPC 분리의 경향은도 1에 나타내었다. 본 실험에서 사용한 기본완충용액은 0.01% TFA(trifluoroacetic acid)이며, 용출완충용액은 0.01% TFA in methanol을 사용하였다.The solvent layer obtained in Example 1 was subjected to a high pressure reverse phase column (Protein-Pack, Protein-RP, 250 × 20 mm ID) liquid chromatography to separate the fractions containing growth hormone secretagogues. At a time were developed at a flow rate of 7ml / min in a linear gradient manner over a period of 40 minutes by injecting a n- butanol fraction by 1.5ml, they tend to result in separation HLPC obtained are shown in Figure 1; The basic buffer solution used in this experiment was 0.01% trifluoroacetic acid (TFA), and the elution buffer solution was 0.01% TFA in methanol.
도 1 에 나타난 각각의 피크들을 따로 취하고 감압건조한 다음 대한민국 특허출원 제 97-12797호 및 특허출원 제 96-7402호에 기재된 방법과 동일한 쥐의 뇌하수체 유래의 동물세포배양을 이용한 분비자극 실험을 수행하여 각각 피크의 활성을 측정하였다. 그 결과 도 2 에 표시된 마지막 피크가 포함된 분획에서 성장호르몬 분비촉진 활성이 확인되었다.Each of the peaks shown in FIG. 1 were taken separately, and dried under reduced pressure, followed by secretory stimulation experiments using animal pituitary gland-derived animal cultures in the same manner as those described in Korean Patent Application Nos. 97-12797 and 96-7402. The activity of each peak was measured. As a result, growth hormone secretagogue activity was confirmed in the fraction containing the last peak shown in FIG.
〈실시예 3〉성장호르몬 분비촉진인자의 분리(폴리아민 액체 크로마토그래피)Example 3 Isolation of Growth Hormone Promoters (Polyamine Liquid Chromatography)
상기 실시예 2에서 얻은 성장호르몬 분비촉진 활성이 확인된 분획을 감압건조하여 얻은 분획물에 아세토나트릴(acetonitrile) 대 물비가 3:1로 제조된 완충용액으로 상기에서 얻은 분획물을 용해하여 폴리아민 Ⅱ 칼럼(YMC-Pack, 250×10 mm I.D.)에 적용하였다. 유속은 1.5 내지 2ml/분으로 하였으며 칼럼 용출액은 실시예 2에서와 동일한 완충용액을 사용하였다. 용출 크로마토그램은도 2에 나타내었고 여기에 나타낸 피크는 성장호르몬 분비 촉진 활성이 있는 최종적으로 분리가 완료된 화합물 피크이다.In the fraction obtained by drying under reduced pressure of the growth hormone secretion promoting activity obtained in Example 2, the fraction obtained above was dissolved in a buffer solution prepared with acetonitrile (acetonitrile) to water ratio of 3: 1 to obtain a polyamine II column. (YMC-Pack, 250 × 10 mm ID). The flow rate was 1.5-2 ml / min and the same buffer solution as in Example 2 was used as the column eluate. The elution chromatogram is shown in FIG. 2 and the peaks shown here are finally separated compound peaks having growth hormone secretagogue activity.
〈실시예 4〉억제제를 이용한 속단 분리물질의 특성 연구<Example 4> Characterization of fast-release separation material using the inhibitor
상기 실시예 3에서 분리가 완료된 성장호르몬 분비 유도인자의 특성을 파악하기 위하여, 성장호르몬 분비 작용 억제제인 GHRH 억제제(antagonist), GHRP-6 억제제를 바쳄(Bachem)사로부터 구입하여 쥐의 뇌하수체 배양실험을 수행한 결과를 표 1 및도 3에 나타내었다.In order to determine the characteristics of the growth hormone secretion inducer isolated in Example 3, growth hormone secretion inhibitors GHRH inhibitors (antagonist), GHRP-6 inhibitors purchased from Bachem company pituitary gland culture experiment The results obtained are shown in Table 1 and FIG. 3 .
상기 표 1에 나타난 결과, CPM 수치가 낮을수록 성장호르몬이 많이 분비되는 것이므로, 따라서 속단 추출물만 처리하였을 때는 성장호르몬의 분비가 촉진되었으나 억제제와 병행하여 처리된 것은 서로간에 차이를 보였다. 즉, 생체내에서 분비되는 성장호르몬 분비 자극제인 GHRH 의 억제제와 같이 처리하면 성장호르몬의 분비가 일부라도 이루어졌으나, GHRP-6 억제제와 같이 병행 투여한 것은 전혀 성장호르몬의 분비가 일어나지 않았다.As a result shown in Table 1, the lower the CPM value, the more growth hormone is secreted. Therefore, when only rapid extracts were treated, growth hormone secretion was promoted, but the treatment was performed in parallel with the inhibitors. That is, when treated with an inhibitor of GHRH, a growth hormone secretion stimulant secreted in vivo, some secretion of growth hormone was achieved, but the growth hormone secretion did not occur at all in parallel with the GHRP-6 inhibitor.
이러한 결과로 속단유래의 물질이 GHRP-6가 작용하는 수용체를 자극하여 성장호르몬 분비를 촉진시킨다는 사실이 확인되었다.As a result, it was confirmed that the fast-derived substance stimulates the receptor acting by GHRP-6 to promote growth hormone secretion.
〈실시예 5〉질량/핵자기공명(Mass/NMR)을 이용한 구조분석Example 5 Structural Analysis Using Mass / Nuclear Magnetic Resonance (Mass / NMR)
구조분석용 시료는 상기 실시예 3에서 수집된 시료를 사용하였다. 단일 피크로 얻어지는 성분을 회수하여 용매를 제거한 후 감압냉동과정을 거쳐 구조분석용 시료로 사용하였다.As the sample for structural analysis, the sample collected in Example 3 was used. The component obtained as a single peak was recovered to remove the solvent, and then used as a sample for structural analysis through a reduced pressure freezing process.
분리된 성장호르몬 분비유도인자의 구조분석을 위해서 원소분석(Elemental Analysis), 질량분석(Mass Spectroscopy), 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Responce Spectroscopy) 실험을 수행하였다.Elemental Analysis, Mass Spectroscopy, and Nuclear Magnetic Responce Spectroscopy experiments were performed for structural analysis of isolated growth hormone secretion factors.
질량분석은 ESI 이온화법으로 마이크로매스 오스펙 질량분석기(Micromass Autspec Mass Spectroscopy, Micromass사 영국)를 이용하였다.Mass spectrometry was performed using a Micromass Autspec Mass Spectroscopy (Micromass UK) as an ESI ionization method.
그 결과, 양성 및 음성이온 검출을 이용하여 분자량이 928Da 으로 결정하였으며 기기의 분해능을 7000(M/dM) 으로 조절하여 고분해능 질량분석(High resolution Mass Spectroscopy)을 수행하여 얻은 질량값은 928.4928Da 이었다.As a result, the molecular weight was determined to be 928 Da using positive and negative ion detection, and the mass value obtained by performing high resolution mass spectroscopy by adjusting the resolution of the device to 7000 (M / dM) was 928.4928 Da.
1H-1D, DQF-COSY, TOCSY, NOESY,13C-1D, HMQC 및 HMBC 등의 NMR 자료를 얻어 시료의 구조를 결정하였다. NMR 자료는 역 5 mm 프로브(Inverse 5 mm probe)가 장착된 브루커 DMX 600 스펙트로포토미터(Bruker DMX 600 spectrophptpmeter)를 이용하여 얻었으며 이 때 시료는 DMSO-d6 용매를 사용하여 수집하였다.NMR data such as 1 H- 1 D, DQF-COSY, TOCSY, NOESY, 13 C- 1 D, HMQC and HMBC were obtained to determine the structure of the sample. NMR data were obtained using a Bruker DMX 600 spectrophptpmeter equipped with an Inverse 5 mm probe, at which time samples were collected using DMSO-d6 solvent.
동위원소들에 의한 피크들로부터 S, Si,Cl 및 Br 등의 원소가 없음을 확인하였으며 또한 원소분석을 한 결과, 이 물질에는 질소가 포함되어 있지 않음을 확인하였다.From the peaks due to the isotopes, it was confirmed that there were no elements such as S, Si, Cl, and Br. Also, elemental analysis revealed that the material did not contain nitrogen.
분자식에 대한 정보를 얻고자 기기의 분해능을 7000(M/dM) 으로 조절하여 고분해능 질량분석(High resolution Mass Spectroscopy)을 수행하였으며 그 결과와 원소분석, NMR 분석 등의 결과를 종합하여 시료의 분자식을 C47H76018으로 결정하였다.In order to obtain the information on the molecular formula, the high resolution mass spectroscopy was performed by adjusting the resolution of the instrument to 7000 (M / dM), and the molecular formula of the sample was synthesized by combining the results with elemental analysis and NMR analysis. Determined C 47 H 76 0 18 .
최종적으로 결정된 구조는 하기 화학식 1과 같다.The finally determined structure is represented by the following formula (1).
화학식 1Formula 1
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 글루코알칼로이드 계열 화합물 및 그의 유도체는 쥐의 뇌하수체 배양액에 처리하였을 때 농도에 비례하여 성장호르몬 분비를 촉진시키므로 성장호르몬 분비촉진 인자로서 이를 유효성분으로 하는 약학적 조성물은 성장호르몬 결핍증 질환치료제로 유용하게 이용될 수 있으며, 또한 오래전부터 사용되던 생약재인 속단으로부터 용이하게 분리될 수 있어 독성 및 부작용이 없이 안전성이 확보되어 더욱 유용하다. 또한 본 발명의 속단 유래의 화합물은 기존에 성장호르몬 결핍질환의 치료제로 널리 이용되는 GHRP-6가 작용하는 수용체와 동일한 수용체에 작용하므로 상기 GHRP-6의 대체제로 유용하게 이용될 수 있는 이점이 있다.As described above, the glucoalkaloid compound of the present invention and its derivatives promote growth hormone secretion in proportion to the concentration when treated in the rat pituitary culture medium, and as a growth hormone secretagogue, the pharmaceutical composition comprising the same as an active ingredient It can be usefully used as a treatment for growth hormone deficiency disease, and also can be easily separated from the fast-acting medicinal herb, which has been used for a long time. In addition, since the compound derived from Sokki of the present invention acts on the same receptor as the GHRP-6 receptor, which is widely used as a therapeutic agent for growth hormone deficiency, there is an advantage that it can be usefully used as an alternative to the GHRP-6. .
그리고, 본 발명의 화합물 및 그의 유도체는 성장호르몬 분비 관련 작용 메카니즘 연구나 효능기/억제기 연구 및 구조분석용 시료로서 사용될 수 있으며 노화억제 화장품의 유효성분으로 이용될 수 있다.In addition, the compounds of the present invention and derivatives thereof may be used as samples for growth hormone secretion-related action mechanism studies, agonist / inhibitor studies, and structural analysis, and may be used as active ingredients of anti-aging cosmetics.
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