KR20200102762A

KR20200102762A - 황색포도상구균 및 결핵균에 대한 항균 조성물

Info

Publication number: KR20200102762A
Application number: KR1020190021149A
Authority: KR
Inventors: 석영재; 김연란
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2020-09-01
Also published as: WO2020171636A1; KR102198101B1

Abstract

본 발명은 황색포도상구균 및 결핵균에 대한 항균 조성물에 관한 것으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 황색포도상구균 및 결핵균에 대하여 우수한 항균 활성을 가질 수 있다. 또한, 종래 항생제보다 고용량으로 사용하여도 인간에 무해하다. 따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 포함하는 항생제는 황색포도상구균 및 결핵균의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

황색포도상구균 및 결핵균에 대한 항균 조성물{COMPOSITION FOR ANTIBIOTICS AGAINST STAPHYLOCOCCUS AUREUS AND MYCOBACTERIUM}

본 발명은 황색포도상구균 및 결핵균에 대한 항균 조성물에 관한 것이다.

황색포도상구균(Staphylococcus aureus)은 건강한 개체의 피부 또는 비강 표면에 보균되는 그람양성균으로서 외독소를 생산하여 식중독을 일으킨다. 또한, 식세포를 죽이는 독소(류코시딘), 용혈소, 응고효소 등을 분비하여 감염숙주세포의 저항성에서 벗어나 화농성 감염증을 일으킨다.

최근에는 대부분의 항생 물질들에 저항성을 갖는 메티실린 내성 황색포도상구균(Methicillin resistance Staphylococcus aureus ; MRSA)의 출연빈도가 증가하고 있다. 상기 MRSA는 박테리아 감염증의 처방약으로서 약 50년 전부터 사용되어 왔던 페니실린 등의 항생 물질에 내성이 생긴 것이다. 상기 MRSA는 병원이나 의료 기관 등에 입원해 있는 환자에게 원내 감염이 일어나고, 신체 접촉을 통하여 사람과 사람 사이로 감염되는데, 수술 후 외상을 통하여 감염되거나 폐렴을 일으키면 생명이 위태로울 정도로 위험하다.

MRSA은 반코마이신으로만 치료할 수 있다. 그러나 반코마이신에도 내성이 생긴 반코마이신 내성 황색포도상구균(VRSA)은 포도상구균 속 감염증을 치료하는 대부분의 항생제에도 내성을 보이기 때문에 현재 사용하고 있는 어떤 항생제로도 효과가 없고 결국 패혈증을 유발해 사망에 이를 수도 있다.

따라서 황색포도상구균 뿐만 아니라 내성균에도 효능이 있는 항생제 개발이 시급한 실정이다. 한국 공개특허 제2011-0015867호는 좀사방오리나무 수피 추출물을 유효성분으로 함유하는 항균 조성물에 관한 것으로 황색포도상구균에 유효한 신규화합물이 개시되어 있고, 한국 공개특허 제2013-0090295호는 메티실린 내성 황색포도상구균에 유효한 신규화합물이 개시되어 있다. 그러나, 종래 기술들은 황색포도상구균 감염증에 관한 것이 대부분이며 MRSA 및/또는 VRSA의 치료와 관련해서는 여전히 새로운 물질, 또는 치료 방법이 요구되고 있다.

한편, 미코박테리움 튜베쿨로시스(M.tuberculosis), 미코박테리움 보비스(M. bovis), 미코박테리움 미크로티(M.microti), 미코박테리움 아프리카눔(M.africanum)을 비롯한 결핵균군(Mycobacterium tuberculosiscomplex)(MTB-C)에 의해 유발되는 만성 감염성 질환인 결핵균도 아직 극복하지 못한 질병 중 하나이다.

세계적으로 전체 인구의 1/3이 결핵균에 감염되어 있는 것으로 추정되며 매년 약 800백만 명의 새로운 환자가 발생한다. 대부분의 감염자들은 증상이 없고 그 중 1/10 정도에서 발명하지만, 발병시 적절한 치료를 하지 않으면 발병자들 중 절반 이상은 사망에 이르게 된다. 결핵균 감염시 전형적인 증상은 피가 섞인 가래를 동반한 기침, 오한, 식은땀, 체중 감소 등으로, 몸의 어느 기관에나 감염될 수 있기 때문에 감염된 기관에 따라 다양한 증상을 초래한다.

결핵치료제로 가장 흔히 처방되는 항-결핵 제재는 이소니아지드, 리팜피신, 피라진아마이드, 에탐부톨이다. 이들에 의한 치료는 종종 여러 달이 소요되고 필요에 따라 치료기간이 연장될 수 있다. 또한, 결핵 치료제에 대한 내성이 생기는 위험을 감소시키기 위해서 여러 가지 항생제의 조합으로 복합 처방되고 있으나 이러한 경우에도 잠복하고 있는 결핵의 치료는 매우 어려우며 결핵치료제에 대한 다중약제내성결핵균(MDR-TB, 이소니아지드와 리팜피신과 같은 1차 치료약물에 죽지 않는 결핵균)이 증가되고 있어 결핵치료에 어려움이 있다. 이에 따라, 기존의 약물을 대체할 수 있으면서 인체에 무해한 선도 물질이 필요한 상황이다.

한국 공개특허 제2011-0015867호 한국 공개특허 제2013-0090295호

따라서, 본 발명은 세포에 독성을 나타내지 않으면서, 황색포도상구균 및 결 핵균에 항균활성을 갖는 신규 화합물 및 이를 유효 성분으로 포함하는 항생제를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능함 염, 이성질체, 수화물 및 용매화물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 제공한다:

[화학식 1]

상기 식에서, R₁ 및 R₂는 Cl이다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상기 화합물을 유효 성분으로 포함하는 항생제를 제공한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상기 항생제를 포함하는 약학적 조성물을 제공한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상기 항생제를 포함하는 항균용 화장품 조성물을 제공한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상기 항생제를 포함하는 동물사료 첨가용 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 황색포도상구균 및 결핵균에 대하여 우수한 항균 활성을 가질 수 있다. 또한, 종래 항생제보다 고용량으로 사용하여도 인간에 무해하다. 따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 포함하는 항생제는 황색포도상구균 및 결핵균의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 인간신경아세포종, 인체 배아 신장 및 인간 간암세포에 일 실시예에 따른 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물을 각각 처리한 후, 24시간 경과하였을 때 세포 생존율을 나타낸 그래프이다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능함 염, 이성질체, 수화물 및 용매화물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 제공한다:

[화학식 1]

상기 식에서, R₁ 및 R₂는 Cl이다.

구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 화합물일 수 있다:

[화학식 2] [화학식 3]

.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 황색포도상구균 및 결핵균에 대한 항균 활성을 가질 수 있다.

이때, 상기 황색포도상구균은 메티실린 내성 황색포도상구균(Methicillin Resistant Staphylococcus aureus, MRSA) 및 반코마이신 내성 황색포도상구균(Vancomycin Resistance Staphylococcus aureus, VRSA)일 수 있다.

상기 황색포도상구균은 식중독뿐만 아니라 피부의 화농·중이염·방광염 등 화농성질환을 일으키는 원인균이며, 메티실린 내성 황색포도상 구균은 메티실린을 포함한 모든 베타락탐계 항생제에 내성이 생긴 균으로, 병원이나 의료 기관 등에서 원내 감염되거나 수술 후 외상을 통하여 감염되면 고열과 오한, 혈압 저하 등의 증상을 일으키는 균이다.

상기 결핵균은 미코박테리움 스메그마티스(Mycobacterium smegmatis), 미코박테리움 튜베쿨로시스(Mycobacterium tuberculosis), 미코박테리움 보비스(Mycobacterium bovis), 미코박테리움 미크로티(Mycobacterium microti) 및 미코박테리움 아프리카눔(Mycobacterium africanum)일 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 약학적으로 허용 가능한 염은 인체에 독성이 낮고 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 생물학적 활성과 물리화학적 성질을 저해하지 않아야 한다. 상기 약학적으로 허용 가능한 염은, 약학적으로 사용 가능한 유리산과 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 산부가염, 알칼리 금속염(나트륨염 등), 알칼리 토금속염(칼슘염 등) 등일 수 있고, 특히, 리튬염, 포타슘, 마그네슘 및 칼슘염, 유기염와의 염 예를 들면 벤자틴, N-메틸-D-글루카민, 하이브라민염, 및 예를 들면 알지닌 및 라이신과 같은 아미노산과의 염 등일 수 있다.

상기 산부가염은 무기산 또는 유기산과의 염일 수 있다. 이때, 무기산은 염산, 황산, 질산, 인산, 과염소산, 브롬산 등이 사용될 수 있다. 또한, 유기산은 초산, 메탄설폰산, 에탄설폰산, p-톨루엔설폰산, 푸마린산, 말레산, 말론산, 프탈산, 숙신산, 젖산, 구연산, 시트르산, 글루콘산, 타타르산, 살리실산, 말산, 옥살산, 벤조산, 엠본산, 아스파르트산, 글루탐산 등이 사용될 수 있다.

이와 같은 염은 통상적인 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 메탄올, 에탄올, 아세톤, 1,4-디옥산과 같은 물과 섞일 수 있는 용매에 녹인 다음, 유리산 또는 유리염기를 가한 후에 결정화시켜 제조할 수 있다.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 약학적으로 허용 가능한 염은 상기 화학식 1의 화합물의 4차 암모늄염일 수 있다. 상기 4차 암모늄염은 화학식 1의 화합물에 존재하는 염기성 질소와 적당한 4기화제(quaternizing agent)를 반응시켜 제조될 수 있다. 4기화제에는 알킬할라이드, 아릴할라이드 또는 아릴알킬할라이드가 있는데, 예를 들어 메틸아이오다이드, 벤질아이오다이드, 알킬 트리플루오로메탄설포네이트, 알킬 메탄설포네이트, 알킬 p-톨로엔설포네이트 등이 있다. 4차 암모늄 염은 양전하를 띈 질소를 지니고 있어, 약학학적으로 허용가능한 반대이온(counter ion)에는 클로로, 브로모, 아이오도, 트리플루오로아세테이트 및 아세테이트 이온이 포함된다.

또한, 본 발명의 범주에는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 수화물 및/또는 용매화물의 형태도 포함된다. 상기 수화물 또는 용매화물은 공지의 방법으로 제조될 수 있으며, 비독성 및 수용성인 것이 바람직하고, 물 또는 알코올계 용매(특히, 에탄올 등)의 분자가 1개 내지 5개 결합된 수화물 또는 용매화물인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효 성분으로 포함하는 항생제를 제공한다. 상기 항생제는 황색포도상구균에 대한 항균 활성을 가질 수 있고, 및/또는 미코박테리움 스메그마티스, 미코박테리움 튜베쿨로시스, 미코박테리움 보비스, 미코박테리움 미크로티 및 미코박테리움 아프리카눔에 대한 항균 활성을 가질 수 있다. 특히, 상기 항생제는 메티실린 내성 황색포도상구균 및 반코마이신 내성 황색포도상구균에 항균 활성을 가질 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기 항생제를 포함하는 약학적 조성물을 제공할 수 있다.

상기 약학적 조성물은 상기 황색포도상구균 및/또는 결핵균에 항균활성을 갖는 공지의 물질을 하나 이상 추가로 함유할 수 있다. 상기 공지의 물질은 그람양성균 저해제일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 조성물은 부형제, 윤활제, 습윤제, 감미제, 방향제 및 보존제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다.

본 발명에 따른 조성물은 통상의 방법에 따라 제형화하여 사용할 수 있다. 특히 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 채택하여 제형화할 수 있다.

본 발명에 따른 조성물의 투여방법은 제형에 따라 용이하게 선택될 수 있으며, 경구 또는 비경구 투여될 수 있다. 예컨대, 진피내, 근육내, 복막내, 정맥내, 피하내, 코안, 경막외 및 구강경로를 통하여 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

경구 투여를 위한 고형제제는 정제, 알약, 연질 또는 경질 캅셀제, 환제, 산제 또는 과립제일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 비경구 투여를 위한 형태는 크림, 로션제, 연고제, 경고제, 액제, 패취제 또는 주사제 등의 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 조성물의 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설률 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양할 수 있으나, 유효 투여량은 통상적으로 성인(60 kg)의 경우, 약 1 ng/일 내지 10 ㎎/일, 특히 약 1 ㎍/일 내지 1 ㎎/일이다. 투여량은 여러 가지 조건에 따라 변동가능하기 때문에, 상기 투여량에 가감이 있을 수 있다는 사실은 당업자에게 자명하며, 따라서 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 투여횟수는 원하는 범위 내에서 하루에 1회, 또는 수회로 나누어 투여할 수 있으며, 투여 기간도 특별히 한정되지 않는다.

또한, 본 발명은 상기 항생제를 포함하는 항균용 화장품 조성물을 제공할 수있다.

상기 화장품 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 활성제-함유 클린싱, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션, 스프레이 등으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 화장품학적 조성물에 포함되는 성분은 유효 성분과 담체 성분 이외에, 화장품 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함하며, 예컨대 항산화제, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료, 향료 등과 같은 통상적인 보조제를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 동물에서 세균 감염성 질환의 예방 또는 개선 용도로서, 상기 항생제를 포함하는 동물사료 첨가용 조성물을 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 황색포도상구균 및 결핵균에 대하여 우수한 항균 활성을 가질 수 있다. 또한, 종래 항생제보다 고용량으로 사용하여도 인간에 무해하다. 따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 포함하는 항생제는 황색포도상구균 및 결핵균의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있으므로, 종래 치료제 시장 선점에도 유리할 것으로 기대된다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 화학식 2로 표시되는 화합물의 제조

1. 3-브로모나프탈렌-2,7-디올(3-bromonaphthalene-2,7-diol)의 제조

아세트산 30 ㎖에 2,7-디히드록시나프탈렌 8.0 g(50.0 mmol)(화학식 11)을 녹인 용액에, Br₂ 16 g(100 mmol)이 용해된 아세트산 30 ㎖을 15℃에서 20분 동안 서서히 적가한 후, 동일한 온도에서 1시간 동안 교반하였다. 그 다음, 주석 파우더 12.4 g(130 mmol) 및 물 25 ㎖을 넣고 80℃에서 1시간 동안 교반한 후, 에틸 아세테이트로 세정하고 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 흰색 고체의 3-브로모나프탈렌-2,7-디올(화합물 12) 8.2 g(수율 68%)을 얻었다.

2. 7-( 벤질옥시 )-6- 브로모나프탈렌 -2-올(7-( benzyloxy )-6- bromonaphthalen -2-ol)의 제조

디메틸포름아마이드(DMF) 10 ㎖에 3-브로모나프탈렌-2,7-디올 1.17 g(4.92 mmol)을 녹인 다음, 벤질클로라이드(화합물 13) 622.65 ㎎(4.9 mmol) 및 K₂C0₃ 747.8 ㎎(5.41 mmol)을 연달아 첨가하고 혼합하였다. 상기 혼합물을 80℃에서 6시간 동안 가열하고 식혀준 다음, 브라인(brine)으로 희석하고, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 그 다음, 무수 Na₂SO₄로 용액의 유기층을 건조시키고, 진공에서 농축시킨 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 흰색 고체의 7-(벤질옥시)-6-브로모나프탈렌-2-올(화합물 14) 1.14 g(수율 70%)를 얻었다.

3. 7-( 벤질옥시 )-6- 브로모 -1-(2,3- 디클로로벤질 )나프탈렌-2-올(7-(benzyloxy)-6-bromo-1-(2-dichlorobenzyl)naphthalen-2-ol)의 제조

7-(벤질옥시)-6-브로모나프탈렌-2-올(화합물 14) 1.14 g(3.48 mmol), 수산화나트륨 208.53 ㎎(5.21 mmol), 및 물 20 ㎖을 혼합한 다음, 1-(브로모메틸)-2,3-디클로로벤젠(화합물 15) 785.56 ㎎(3.823 mmol)을 첨가하고, 실온에서 혼합하여 반응시켰다. 반응 완료 후 에틸 아세테이트로 추출하고, 무수 Na₂SO₄로 용액의 유기층을 건조시키고, 진공에서 농축시킨 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 흰색 고체의 고체의 7-(벤질옥시)-6-브로모-1-(2,3-디클로로벤질)나프탈렌-2-올(화합물 16)을 얻었다.

4. 메틸 2-((7-( 벤질옥시 )-6- 브로모 -1-(2,3- 디클로로벤질 )나프탈렌-2-일) 옥시 )아세테이트(methyl 2-((7-( benzyloxy )-6- bromo -1-(2,3-dichlorobenzyl)naphthalen-2-yl)oxy)acetate )의 제조

아세톤 15 ㎖에 7-(벤질옥시)-6-브로모-1-(2,3-디클로로벤질)나프탈렌-2-올(화합물 6) 300 ㎎(0.661 mmol)을 녹인 후, 메틸 2-브로모아세테이트(화합물 17) 151.7 ㎎(0.992 mmol) 및 K₂C0₃ 100.51 ㎎(0.727 mmol)을 연달아 첨가하여 혼합액을 제조하였다. 상기 혼합액을 환류하 가열하고, 반응물을 브라인으로 증류한 후 에틸 아세테이트로 추출하였다. 그 다음, 유기층을 무수 Na₂SO₄ 로 건조시킨 다음 진공에서 농축시켰다. 그 다음 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 흰색 고체의 메틸 2-((7-(벤질옥시)-6-브로모-1-(2,3-디클로로벤질)나프탈렌-2-일)옥시)아세테이트(화합물 18) 340 mg(수율 97%)를 얻었다.

5. 메틸 2-((7-(벤질옥시)-1-(2,3-디클로로벤질)-6-(4-(디메틸아미노)페닐)나프탈렌-2-일)옥시)아세테이트(methyl2-((7-(benzyloxy)-1-(2,3-dichlorobenzyl)-6-(4-(dimethylamino)phenyl)naphthalen-2-yl)oxy)acetate)의 제조

디옥산에 메틸 2-((7-(벤질옥시)-6-브로모-1-(2,3-디클로로벤질)나프탈렌-2-일)옥시)아세테이트(화합물 18) 51 ㎎(0.097 mmol), (4-(디메틸아미노)페닐)붕소산(화합물 19) 17.6 ㎎(0.107 mmol), K₂CO₃ 33.51 ㎎(0.242 mmol) 및 테트라키스팔라듐(Pd(PPh₃)₄) 5.6 ㎎(0.0005 mmol)을 넣고 100℃에서 가열하였다. 반응이 완료되면 상기 용액을 브라인 200 ㎖으로 증류하고, 에틸 아세테이트로 추출하고, 유기층을 무수 Na₂SO₄ 로 건조시킨 다음, 진공에서 농축하였다. 그 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 표제 화합물(화합물 110) 55 mg(수율 93%)을 얻었다.

6. 2-((7-(벤질옥시)-1-(2,3-디클로로벤질)-6-(4-(디메틸아미노)페닐)나프탈렌-2-일)옥시)아세트산(2-((7-(benzyloxy)-1-(2,3-dichlorobenzyl)-6-(4-(dimethylamino)phenyl)naphthalen-2-yl)oxy)acetic acid)의 제조

테트라하이드로퓨란(THF) 및 물의 혼합 용매 20 ㎖(THF:물=3:1)에 메틸 2-((7-(벤질옥시)-1-(2,3-디클로로벤질)-6-(4-(디메틸아미노)페닐)나프탈렌-2-일)옥시)아세테이트(화합물 110) 55 ㎎(0.97 mmol)을 녹인 다음, NaOH 53.8 ㎎을 첨가하고, 10시간 동안 교반하여 혼합하였다. 진공 하 THF를 제거한 다음, 얻어진 용액에 1N의 염산을 가하여 pH 3이 되도록 하였다. 그 다음, 물 100 ㎖을 가하고, 에틸 아세테이트 50 ㎖로 3번 반복 추출하였다. 유기층을 브라인으로 세정하고 황산 나트륨으로 건조 및 농축시킨 다음, 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 2-((7-(벤질옥시)-1-(2,3-디클로로벤질)-6-(4-(디메틸아미노)페닐)나프탈렌-2-일)옥시)아세트산 (화학식 2) 45 ㎎(84%)를 얻었다.

실시예 2. 2-[7- 벤질옥시 -1-(2,4- 디클로로벤질 )-6-(4-(디메틸아미노)페닐)나프탈렌-2-일옥시]아세트산(화학식 3)의 제조

상기 실시예 1의 제조방법 중 단계 3에서 1-(브로모메틸)-2,3-디클로로벤젠(화합물 15) 대신 1-(브로모메틸)-2,4-디클로로벤젠(화합물 25)을 사용하는 것을 제외하고는, 실시에 1의 방법과 동일하게 수행하여 화학식 3으로 표시되는 화합물을 제조하였다.

실험예 1. 메티실린 내성 황색포도상구균(MRSA)에 대한 항세균 활성 평가

본원에 따른 화합물의 황색포도상구균에 대한 항균효과를 검증하기 위해 최소 저해 농도(Mininum Inhibitory Concentration = MIC)를 CLSI(Clinical and Laboratory Standards Institute)의 기준에 따라 다음과 같이 결정하였다.

메티실린 내성 황색포도상구균(Methicillin resistance Staphylococcus aureusm, MRSA, MRSA NCCP 14769)을 BBL^TM 뮐러 힐톤 아가 플레이트(1.5% 아가)에 스트리킹하여 독립된 콜로니를 얻었다. 37℃ 인큐베이터에서 24시간 동안 배양하였다. 유사한 모양의 콜로니를 3 내지 5개 정도 선택하여 이들을 5 ㎖ MH 액체배지가 들어있는 conical 50 ㎖ 튜브에 옮겼다. 37℃ 쉐이킹 인큐베이터에서 0.5 McFarland turbidity standard(625nm에서 Optical Density;OD=0.2)이 될 때까지 동일 배지에서 희석, 배양하였다.

배양 시간동안, 96-웰 플레이트에 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물 각각을 125 ㎍/㎖로부터 계단 희석하여 100 ㎕씩 분주하여, 15분 안으로 신속하게 OD=0.2의 농도로 희석하였다. 100 ㎕의 희석한 세균배양액을 96-웰 폴리스티렌 플레이트에 분주하였다. 37℃의 인큐베이터에서 24시간 배양하였다. 96-웰 플레이트 판독기에서 흡광도(OD)를 측정하며 세포 배양 상태를 측정하여 MIC을 구하였다. 대조군에는 화합물을 처리하지 않았다. 세균의 생장정도는 600 nm에서 흡광도를 측정하여 결정하는데, 실험초기에는 모든 세균수를 흡광도 약 0.1 정도로 균일하게 접종하여 배양을 시작하고, 24시간이 지난 후의 흡광도를 측정하여 화합물 처리를 하지 않은 대조군과 화합물 처리한 시험군의 결과를 비교하였다.

상기 결과를 살펴보면, 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물의 MIC는 1.95 ㎍/㎖로 반코마이신의 MIC인 2 ㎍/㎖보다 작아, 반코마이신보다 적은 양으로 처리해도 항균활성 갖는 것을 확인할 수 있었다.

실험예 2. 결핵균에 대한 항세균 활성 평가

본원에 따른 화합물의 결핵균에 대한 항균효과를 검증하기 위해 최소 저해 농도(Mininum Inhibitory Concentration = MIC)를 CLSI(Clinical and Laboratory Standards Institute)의 기준에 따라 다음과 같이 결정하였다.

미코박테리움 스메그마티스(Mycobacterium smegmatis, KCTC 9108)을 BBL^TM 뮐러 힐톤 아가 플레이트(1.5% 아가)에 스트리킹하여 독립된 콜로니를 얻었다. 37℃ 인큐베이터에서 28일 동안 배양하였다. 유사한 모양의 콜로니를 3 내지 5개 정도 선택하여 이들을 5 ㎖ 7H9(0.05% Tween첨가) 액체배지가 들어있는 50 ㎖ 튜브에 옮겼다. 37℃ 쉐이킹 인큐베이터에서 0.5 McFarland turbidity standard(625 nm에서 Optical Density;OD=0.2)이 될 때까지 동일 배지에서 배양한 후, 5x10⁵ CFU/㎖의 농도로 희석하였다.

배양 시간동안, 96-웰 플레이트에 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물 각각을 32 ㎍/ml로부터 0.1 ㎍/㎖까지 2배 연속 희석법으로 계단 희석하고 100 ㎕씩 분주하여, 15분 안으로 신속하게 5x10⁵ CFU/㎖의 농도로 희석하였다. 90 ㎕의 희석한 세균배양액을 96-웰 폴리스티렌 플레이트에 분주하였다. 37℃의 인큐베이터에서 28일 동안 배양하였다. 21일 경과 후 30 ㎕의 0.01% 레조아주린(resazurin)을 각 웰에 첨가하고 3일 이상 추가 배양한 다음 96-웰 플레이트 판독기에서 흡광도(OD)를 측정하며 세포 배양 상태를 측정하여 MIC을 구하였다. 대조군에는 화합물을 처리하지 않았다. 레조아주린을 처리한 직후, 배양액은 파란색을 띄고, 37℃에서 추가로 3일 이상 배양하면서 배양액의 변화를 관찰하였다. 결핵균이 살아있는 경우 배양액이 파란색에서 분홍색으로 변한다. MIC는 레조아주린이 파란색에서 분홍색으로 변하지 않는 최저 농도로 결정하였다.

상기 실험 결과, 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물을 처리시 5xMIC(최소저해농도의 5배)에서 미코박테리움 스메그마티스에 대해 항균활성을 갖는 것으로 나타났다.

실험예 3. 세포독성 실험-SH-SY5Y (인간 신경아세포종)에 대한 독성 분석

96-웰 폴리스티렌 플레이트에 포유동물 세포주 SH-SY5Y 세포 (ATCC® CRL-2266™)를 0.2% FBS 배지를 사용하여 37℃ 인큐베이터에서 24시간 동안 배양하였다. 현미경을 통하여 컨플루언시(confluency)와 세포 상태를 확인하였다. 0.2% FBS로 세척한 세포를 1x104 cell/well로 100 ㎕씩 배양하였다. 96-웰에 화학식 1의 화합물을 MIC 및 MIC 10배 농도로 투여하였다. 37℃ 인큐베이터에서 24시간 동안 배양하였다. 배양액으로 한번 세척해준 후, 트립신을 사용하여 세포들을 웰로부터 떼어냈다. 웰 당 3개 이상(3~4개)의 필드에서 살아있는 세포(no signal, bright field에서 counting)와 PI(Propidium iodide)에 의해 염색된 죽은 세포(PI-positive, red fluorescence)를 카운팅하여 두 세포수를 합산한 전체 세포 수 중에 살아있는 세포수를 %로 환산하여 세포 생존율을 측정하였다. 세포 사멸율은 전체 세포 수 중에 죽은 세포수를 %로 환산하여 구하였다. 그 결과를 하기 도 1에 나타내었다.

도 1을 살펴보면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 고농도로 처리되어도 인간 신경아세포종에 대한 독성이 없는 것으로 나타났다.

실험예 4. 세포독성 실험- HEK 293(인체 배아 신장) 및 HepG2(인간 간암세포)에 대한 독성 분석

96-웰 폴리스티렌 플레이트에 HEK 293(ATCC® CRL-1573™) 또는 HepG2(ATCC® HB-8065™)세포를 각각 0.2% FBS 배지를 사용하여 37℃ 인큐베이터에서 24시간 동안 배양하였다. 현미경을 통하여 컨플루언시와 세포 상태를 확인하였다. 0.2% FBS로 세척한 세포를 1x10⁴ cell/well로 100 ㎕씩 배양하였다. 96 웰에 도 1의 화합물을 MIC 및 MIC 10배 농도로 각각 투여하였다. 37℃ 인큐베이터에서 24시간 동안 배양하였다. 배양액으로 한번 세척해준 후, 트립신을 사용하여 세포들을 웰로부터 떼어냈다.

Accustain Kit(NanoEnTek Inc.)를 사용하여 세포가 살아있는지 여부를 측정하였다. 구체적으로, Accustain T 용액과 Accustain N 용액을 각각 50 ㎕씩 분주하고 여기에 상기 세포들을 50 ㎕씩 첨가하여 혼합하였다. 이어 상기 세포 혼합물을 Accuchip 4X에 12 ㎕씩 로딩하여 ADAM-Mc 자동 세포 계수기(NanoEnTek Inc.)로 샘플 세포들의 생존률 및 살아있는 세포수와 죽어있는 세포수를 측정하였다. 그 결과를 하기 도 1에 나타내었다. 도 1을 살펴보면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 고농도로 처리되어도 인체 배아 신장 및 간암세포에 대한 독성이 없는 것으로 나타났다. 상기 실험예 3 및 4를 종합해볼 때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 진핵세포에 대한 독성을 나타내지 않는 것으로 예상된다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능함 염, 이성질체, 수화물 및 용매화물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물:
[화학식 1]

상기 식에서,
R₁ 및 R₂는 Cl이다.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는, 화합물:
[화학식 2] [화학식 3]

.
제1항 또는 제2항의 화합물을 유효 성분으로 포함하는 항생제.
제3항에 있어서,
상기 항생제가 메티실린 내성 황색포도상구균 및 반코마이신 내성 황색포도상구균에 대한 항균 활성을 갖는, 항생제.
제3항에 있어서,
상기 항생제가 미코박테리움 스메그마티스, 미코박테리움 튜베쿨로시스, 미코박테리움 보비스, 미코박테리움 미크로티 및 미코박테리움 아프리카눔에 대한 항균 활성을 갖는, 항생제.
제3항의 항생제를 포함하는 약학적 조성물.
제3항의 항생제를 포함하는 항균용 화장품 조성물.
제3항의 항생제를 포함하는 동물사료 첨가용 조성물.