KR-20260060531-A - Novel macrolactone compounds, uses thereof, and preparation method thereof

Abstract

본 발명은 신규 마크로락톤 화합물, 이의 광학 이성질체, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염과 이를 포함하는 암 전이 억제용 약학적 조성물 또는 암 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 신규 마크로락톤 화합물은 암세포 전이 억제 활성을 가지며, 항암, 항종양 효과가 있어 암 질환의 치료에 이용할 수 있다.

Inventors

• 장재혁
• 장준필
• 고성균
• 박지훈
• 오태훈

Assignees

• 한국생명공학연구원

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241024

Claims (11)

1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염: [화학식 1] 상기 화학식 1에서, R 1 , R 2 및 R 3 은 서로 같거나 다를 수 있고, 각각 독립적으로 수소 또는 하이드록시기(-OH)이고, R 1 , R 2 및 R 3 으로부터 선택되는 적어도 어느 하나는 하이드록시기(-OH)이고, R 4 는 수소 또는 C 1-5 알킬이고, L은 비치환되거나 치환된 C 1-10 알킬렌이고, 여기서 치환은 적어도 하나 이상의 하이드록시기(-OH)로의 치환이고, 는 단일결합 또는 이중결합이고, 는 단일결합 또는 결합이 형성되지 않을 수 있다.
2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것인, 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염: [화학식 2] 상기 화학식 2에서, R 1 , R 2 및 R 3 은 서로 같거나 다를 수 있고, 각각 독립적으로 수소 또는 하이드록시기(-OH)이고, R 1 , R 2 및 R 3 으로부터 선택되는 적어도 어느 하나는 하이드록시기(-OH)이고, R 4 는 수소 또는 C 1-5 알킬이고, L은 비치환되거나 치환된 C 1-10 알킬렌이고, 여기서 치환은 적어도 하나 이상의 하이드록시기(-OH)로의 치환이다.
3. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것인, 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염: [화학식 3] 상기 화학식 3에서, R 1 , R 2 및 R 3 은 서로 같거나 다를 수 있고, 각각 독립적으로 수소 또는 하이드록시기(-OH)이고, R 1 , R 2 및 R 3 으로부터 선택되는 적어도 어느 하나는 하이드록시기(-OH)이고, R 4 는 수소 또는 C 1-5 알킬이고, L은 비치환되거나 치환된 C 1-10 알킬렌이고, 여기서 치환은 적어도 하나 이상의 하이드록시기(-OH)로의 치환이다.
4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-5로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염: [화학식 1-1] [화학식 1-2] [화학식 1-3] [화학식 1-4] [화학식 1-5] .
5. 제1항에 있어서, 상기 화합물은 스트렙토마이세스 니그레센스( Streptomyces nigrescens ) 20A131(기탁번호: KCTC16101BP) 균주로부터 분리된 것인, 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는, 암 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
7. 제6항에 있어서, 상기 암 질환은 유방암, 간암, 난소암, 대장암, 위암, 췌장암, 자궁경부암, 갑상선암, 부갑상선암, 폐암, 비소세포성 폐암, 전립선암, 담낭암, 담도암, 비호지킨 림프종, 호지킨 림프종, 혈액암, 방광암, 신장암, 흑색종, 결장암, 골암, 피부암, 두부암, 자궁암, 직장암, 뇌종양, 항문부근암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 질암, 음문암종, 식도암, 소장암, 내분비선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(Central nervous system; CNS) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종 및 뇌하수체 선종으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 약학적 조성물.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는, 암 전이 억제용 약학적 조성물.
9. 제8항에 있어서, 상기 암 질환은 유방암, 간암, 난소암, 대장암, 위암, 췌장암, 자궁경부암, 갑상선암, 부갑상선암, 폐암, 비소세포성 폐암, 전립선암, 담낭암, 담도암, 비호지킨 림프종, 호지킨 림프종, 혈액암, 방광암, 신장암, 흑색종, 결장암, 골암, 피부암, 두부암, 자궁암, 직장암, 뇌종양, 항문부근암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 질암, 음문암종, 식도암, 소장암, 내분비선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(Central nervous system; CNS) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종 및 뇌하수체 선종으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 약학적 조성물.
10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 암 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
11. 스트렙토마이세스 니그레센스( Streptomyces nigrescens ) 20A131 기탁번호 KCTC16101BP.

Description

신규한 마크로락톤 화합물, 이의 용도, 및 이의 제조방법 {Novel macrolactone compounds, uses thereof, and preparation method thereof} 본 발명은 마크로락톤 화합물, 이의 광학 이성질체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염에 관한 것으로, 상세하게는 암세포 전이 억제 활성을 가짐으로써 암 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대한 것이다. 암이란 일반적으로 인체 조직을 이루고 있는 세포 주기에 이상이 생겨 세포가 정상적으로 분화하지 않고 세포분열을 계속하는 질병으로, 개시(initiation), 촉진(promotion) 및 진행(progression)의 세 단계를 거쳐 발생한다. 여러 가지 사회적인 환경적인 요인으로 암 발병률은 매년 증가하는 추세에 있으며, 암은 매우 심각하게 고려해야 할 대표 질환으로, 현재까지 세포수준의 기본연구에서부터 전 방위적인 항암치료에 대한 연구가 전 세계적으로 추진되어 왔다. 암의 원인은 환경이나 음식물 속에 포함된 발암 물질에 의해 정상적인 세포의 유전자나 암 억제 유전자에 돌연변이가 일어나고 이러한 세포들이 발암 물질의 계속적인 자극을 받으면서 비 정상적으로 증식하여 암 조직을 형성하는 것으로 알려져 있으나, 암의 발생 원인에 대해서는 아직도 명확하게 밝혀진 바가 없다. 암은 양성종양(benign tumor)과 악성종양(malignant tumor)으로 구분되는데, 양성종양은 비교적 성장속도가 느리고 종양의 원발생 부위에서 다른 조직으로 이동되는 전이(metastasis)가 발생하지 않는 것에 반해 악성종양은 원발부를 떠나 다른 조직으로 침윤되어 빠르게 성장하는 특징을 가짐으로써 생명을 위협하며 사망에 이르는 아주 중요한 원인이 되며, 암 관련 사망의 90%는 암 전이에 따른 것이다. 이러한 암을 치료하기 위해 개발된 합성 항암제는 암세포의 대사를 저해함으로써 세포의 증식을 억제 혹은 세포의 사멸을 유도하거나, 세포 분열 중 이중 나선 구조의 DNA가 풀어져 DNA 복제 과정이 일어나는 것을 저해하는 기능으로 세포 분열을 저해함으로써 세포의 사멸을 유도하여 암세포의 증식을 억제 또는 암세포를 제거하는 기능을 가지고 있다. 그러나, 합성 항암제의 경우, 정상 세포까지 공격을 하게 됨으로써 약물에 의한 부작용으로 탈모, 설사, 발열 등이 발생하게 된다. 따라서, 부작용을 감소시키고 항암 효능을 증진시키는 표적항암제가 개발되고 있으며, 이는 정상 세포가 아닌 암 발생에 관여하는 돌연변이 유전자를 표적으로 하여 합성 항암제의 효과를 증진시킨다. 그러나, 대부분의 표적항암제에 대한 내성 기전이 2~3년 이내에 발생하여 표적항암제는 더 이상 치료 효과를 나타내지 않게 된다. 또한, 면역력 및 항상성 유지는 건강관리에 있어서 가장 중요한 사항으로, 면역력이 저하될 때 유해한 환경에 노출되거나 감염시에 질병으로 쉽게 전환된다. 질병 치료를 위한 항암제 및 항생제의 지속적인 치료는 체내 면역력의 약화시키고 약물에 의한 질병 완화 및 치료 효과를 둔화시켜 2차 질병을 초래하기도 한다. 미생물로부터 유래한 생리활성물질은 대체로 항박테리아, 항진균, 항암제의 원천이었으며, 이를 비롯하여 다양한 질병 치료를 위한 신약으로 개발되거나 신약 개발의 바탕(template)이 되어왔다. 미생물로부터 유래한 항생제는 예를 들면, 암포테리신(amphotericin), 에리트로마이신(erythromycin), 스트렙토마이신 (streptomycin), 테트라사이클린(tetracycline) 및 반코마이신(vancomycin)이 대표적이다. 또한, 2003년에는 방선균인 스트렙토마이세스(streptomyces)에서 분리된 댑토마이신(daptomycin)이 차세대 항생제로서 미국 식품의약품청(FDA)의 승인을 받은 바 있다. 게다가, 다이어트 및 칼로리 억제를 위한 의약품으로 스트렙토마이세스 톡시트리시니(Streptomyces toxytricini)라는 세균에서 발견된 립스타틴(lipstatin)은 조금의 화학적 변형을 고쳐 오를리스텟(Orlistat)이라는 리파아제(lipase) 억제제로 판매되고 있다. 이와 같이, 세균 특히 방선균 유래 생리 활성 물질의 연구는 제약 및 의약품 개발에서 매우 중요하다. 구조적으로 기존의 물질과는 다르고 유익한 생리활성물질을 생산하는 미생물을 선별하고, 이들이 생산하는 신규 화합물을 탐색, 발굴하는 것이 필요하다. 이에, 본 발명자들은 토양 방선균 유래 신규 마크로락톤 화합물들이 항암, 항종양 또는 암전이 억제 효과를 가짐으로써, 암 질환의 치료 및 개선 효과가 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다. 도 1은 본 발명의 화학식 1-1 내지 1-4의 화합물의 농도에 따른 MDA-MB 231 세포에서의 세포독성실험 결과를 나타낸 것이다. 도 2는 본 발명의 화학식 1-1 내지 1-4의 화합물의 농도에 따른 B16F10 세포에서의 세포독성실험 결과를 나타낸 것이다. 도 3은 본 발명의 화학식 1-1 내지 1-4의 화합물의 농도에 따른 MDA-MB-231 세포의 이동에 대한 효과를 분석한 결과를 나타낸 것이다. 도 4는 본 발명의 화학식 1-1 내지 1-4의 화합물의 농도에 따른 B16F10 세포의 이동에 대한 효과를 분석한 결과를 나타낸 것이다. 이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예 1: 스트렙토마이세스 니그레센스(Streptomyces nigrescens) 20A131 균주 기탁, 분리 및 동정 (1) 스트렙토마이세스 니그레센스(Streptomyces nigrescens) 20A131 균주의 분리 본 균주는 2020년 울릉도 토양 시료로부터 분리하였다. 채집한 토양 시료는 채집 즉시 멸균된 플라스틱 백에 넣어, 실험에 사용하기까지 냉장 보관하였다. 토양 시료는 멸균된 증류수를 이용하여 10배 희석하였다. 희석액 1ml를 ISP4 아가 (International Streptomyces Project Medium-4) 배지에 도말하여 28℃에서 7일간 배양하여 나타난 집락을 순수분리 하였다. 분리된 20A131 균주는 스트렙토마이세스 니그레센스 (Streptomyces nigrescens)와 가장 유사한 16S rRNA 유전자 서열(GenBank accession number: NR_043832)을 갖는 것으로 나타났다. 따라서, 균주 20A131을 스트렙토마이세스 니그레센스(Streptomyces nigrescens) 20A131으로 명명하고, 후속 배양 실험에 사용하였다. 상기 Streptomyces nigrescens 20A131로 명명된 균주를 2024년 10월 22일에 한국생명공학연구원 생물자원센터에 수탁번호 KCTC16101BP로 기탁하였다. (2) 스트렙토마이세스 니그레센스(Streptomyces nigrescens) 20A131 균주의 배양 본 방선균 균주를 배양하기 위하여, 통상적으로 미생물이 이용하는 영양원을 함유하는 배지를 준비하였다. 방선균의 조배지 및 생산 배지로서 증류수 1L당 10g 포도당, 20g 가용성 녹말, 5g 효모추출물, 5g 맥아추출물, 0.5g 칼슘카보네이트가 함유된 YMG 배지를 사용하였다. 상기 종배지 250ml이 담긴 1000ml 용량의 삼각플라스크를 121℃에서 15분간 멸균한 후, 스트렙토마이세스 니그레센스(Streptomyces nigrescens) 20A131 균주의 사면배양 시험관으로부터 백금이 접종하여 3일간 진탕배양하여 종배양으로 하였다. 생산배지 250ml이 담긴 1,000ml 용량의 삼각플라스크 40개 (총 10L)에 각각 종배양액 3ml을 접종하여 28℃에서 7일간 진탕배양 하였다. 실시예 2: 스트렙토마이세스 니그레센스 (Streptomyces nigrescens) 20A131 균주로부터 신규한 마크로락톤 화합물들의 분리 및 정제 상기 실시예 1에서 배양한 스트렙토마이세스 니그레센스 (Streptomyces nigrescens) 20A131 균주의 배양액 (10 L)를 원심분리 후, 상기 배양물을 10 L의 에틸아세테이트로 추출하고, 수득된 추출액을 감압 건조기를 이용하여 감압증발 방법으로 농축하였다. 이 농축물 (3.0g)을 오디에스 알피 18에 흡착시켜 오디에스 알피 18 플래쉬 컬럼크로마토그래피(ODS RP-18 flash column chromatography)를 실시하였으며, 이때 메탄올/물(2:8-10/0, v/v)을 혼합용매로 하여 단계적으로 메탄올 농도를 증가시키면서 용출하여 총 10개의 분획으로 나누었다. 이때 화합물 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 및 1-5를 함유한 5번 분획 (94mg)을 감압농축한 후, 고속액체크로마토그래피(칼럼: Cosmosil C18, 길이 25mm, 직경 10mm)를 이용하여 용매로 0.05%의 포믹산을 함유한 아세토나이트릴과 물을 25:75 농도로 용출 유속 3ml/min 조건으로 용출하여, 210, 260 nm의 UV 흡수 피크를 나타내는 신규 마크로락톤 화합물들을 수득하였다. 실시예 3: 마크로락톤 화합물의 구조 분석 상기 스트렙토마이세스 니그레센스 (Streptomyces nigrescens) 20A131 균주의 배양액으로부터 제조한 본 발명의 마크로락톤 화합물에 대해 핵자기공명 (NMR) 분석 (Bruker AVANCE HD 900 NMR spectrometer)을 통하여 1H NMR, 13C NMR 스펙트럼을 얻고, 화합물의 분자구조를 결정하였다. 그 결과를 하기 표 1 내지 5에 나타내었다. 상기 스트렙토마이세스 니그레센스 (Streptomyces nigrescens) 20A131 균주로부터 분리 및 정제한 물질은, 화합물 1-1 내지 1-5의 신규한 마크로락톤 화합물로 동정하였다. 화합물 1-11H (900 MHz) 및 13C (225 MHz) in CDCl3구조PositionδC, typeδH, mult.(J in Hz)1164.1, C2122.3, CH5.54, dd (15.8, 1.5)3150.4, CH6.48, ddd (15.6, 10.9, 3.4)430.6, CH22.12, m2.46, ovl531.1, CH22