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Microorganism 장내미생물대사체 분석방법 및 분석동향 국내외 기술개발현황 Bacteroides 균주가 새로운 기질 특이성을 갖는 글루코시다제를 생산 이엠생명과학연구원 서범구
2013-09-30 11:24:51

장내미생물대사체 분석방법 및 분석동향


일본 도야마대학교 화한약 연구소 Hattori 교수 연구팀은 항생제를 이용한 pseudo germ-free animal과 장내 미생물 배양액 등을 이용하여 생약의 미생물 대사를 연구하고 있으며, 최근 LC/MS 분석을 이용하여 황금, 황련 등의 주성분인 berberine의 미생물에 의한 대사를 보고한 바 있음 (Drug Metabol Dispos, 2004).


- 영국 Ulster 대학의 Dr. Rowland 연구팀은 germ-free animal을 이용하여 isoflavone 및 lignan계 화합물의 미생물 대사를 연구함 (Food Chem Toxicol, 2003).


- 중국 Peking 대학의 Dr. Guo 연구팀은 항생제를 처리한 rat와 정상 rat에 생약을 투여한 후 LC/MS/MS를 이용하여 urine, bile, feces 등의 시료에서 약물 및 대사체를 분석하고 이의 대사를 비교를 통하여 미생물에 의해 생성된 대사체를 규명함 (J Chromatogr B, 1997).


- Arbutin은 장내의 β-glucosidase에 의해 당이 떨어진 후 hydroquinone 이 생성되어 독성을 유발하는 것으로 알려져 있으며 그 대사체의 분석을 위한 HPLC/형광 분석법이 보고되어 있음 (Planta Med, 2005).


- Chloramphenicol 등의 약물은 baterial nitroreductase에 의하여 nitro reduction되어 암 또는 돌연변이를 유발하는 것으로 알려져 있으며 LC/MS를 이용한 약물과 대사체의 동시분석법이 보고된 바 있음 (Rapid Commun Mass Spectrom, 2005).


- 감미료성분인 sodium cyclamate의 장내세균에 의한 대사과정과 발암성 Streptococcus faecalis, Pseudomonas sp., Corynebacterium sp. 등의 sulfamatase에 의해 대사되는 것으로 밝혀짐.

 


국내외 기술개발현황


- 사람의 소화관 균주를 이용하여 amygdalin이 mandonitrile을 경우하여 benzaldehyde와 HCN으로의 대사과정을 규명하고 amygalin의 pharmacokinetic을 연구를 통해 amygdalin의 글루코스 2분자 중 한분자만이 가수분해 된 prunasin으로도 흡수될 수 있음을 밝힘.


- 식품의 색소제로 사용되는 화합물들 중 상당수가 다아조화합물이며, 이들의 환원반응을 촉매하는 azoreductase생산균을 분리하고 효소를 정제함.


- 한약 중에 널리 분포하고 있는 화합물 중에 이리도이드 배당체를 가수분해하는 글루코시다제 생산균주를 분리하고 정제함.


- Barbaloin의 C-glycoside 분해 장내세균을 사람의 분변으로부터 분리하고 대사과정을 규명함 (Akao et al., 1986).


- 사람의 분변으로부터 paeoniflorin 대사균주를 분리하고, 그 균주를 이용 하여 대사과정을 밝히고, 그 균주의 베타 글루코시다제를 정제하고 gene cloning 하여 특성을 규명함.

- 글리치리진 대사 장내세균주를 사람의 분변으로부터 분리하고 그 대사과정 을 규명함 (Akao et al.).


- A. faecalis로 oleanolic acid 유사체인 lantadene A를 lantadene X와 같은 신규 대사체로 전환시킴(Singh et al, 1999).
- 호프(hop)의 주요 활성 성분인 xanthohumol을 Cunninghamella echinulata NRRL 3655로 대사시켜 항말라리아 효과가 있는 대사체를 제조함 (Khan et al. 2003).


- 국내에는 장내미생물에 의한 독성 평가 연구는 거의 없으며 한국생명공학 연구원 시스템미생물연구센터를 중심으로 미생물 유전체 관련 연구, 국립보건연구원 장내세균팀을 중심으로 질병을 유발하는 장내미생물에 관한 연구, 한국야쿠르트 등 기업체를 중심으로 probiotics 등 장내미생물의 유용성 관련 연구를 수행하고 있음.


- 미생물 대사체 분석과 관련해서, 행인, 도인 등의 성분으로 장내의 β-glucosidase에 의해 당이 떨어진 후 benzaldehyde와 HCN으로 분해되어 독성을 유발하는 것으로 알려져 있는 amygdalin 및 그 대사체의 분석을 위하여 HPLC 및 GC/MS 분석법이 보고된 바 있음 (Hwang et al., Chem Pharm Bull, 2002).


- 대장염 환자들의 분변 중에는 건강인 보다 베타글루쿠로니다제 활성이 높음.


- 사람의 분변으로부터 분리한 장내미생물들은 다양한 효소를 생산하며, 인삼의 사포닌 성분을 분해하는 글루코시다제도 다양한 기질 특이성을 갖고 있음.


- 감초의 글리치리친 성분은 사람의 장내미생물에 의해 활성 성분으로 변환되며, 항알러지 등의 생리활성이 생물전환에 의해 발현됨.


- 소화관에 서식하는 대표적인 우세균주인 Bacteroides 균주가 새로운 기질 특이성을 갖는 글루코시다제를 생산함.


- Arbutin을 대사시키는 사람의 피부 균주를 분리하고 그 대사과정을 규명함.


- Timosaponin AIII의 in vivo에서 생체이용율과 생리활성을 조사함.


- 한약에 널리 분포하고 있는 플라보노이드 baicalin, hesperidin, naringein, poncirin 등의 사람의 장내세균총의 대사과정을 규명하고, 그 대사체들의 생리활성을 조사하여 대사체들의 생리활성이 원화합물에 비해 높음을 밝힘.

 

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