Meiyuan Qian, Yuefeng Tan, Bo Xu
응용연구개발센터
소개
주목(Taxus chinensis 또는 중국 주목)은 국가에서 보호하는 야생 식물입니다.제4기 빙하에 의해 남겨진 희귀하고 멸종위기에 처한 식물이다.또한 세계 유일의 천연 약용 식물이기도 합니다.주목은 북반구 온대~중아열대 지역에 분포하며, 세계적으로 약 11종이 있다.중국에는 동북탁수스(Northeast Taxus), 윈난성 탁수스(Yunnan Taxus), 탁수스(Taxus), 티베트 탁수스(Tibetan Taxus) 및 남부 탁수스(Southern Taxus) 등 4종 1변종이 있습니다.이 5종은 중국 남서부, 중국 남부, 중국 중부, 중국 화동, 중국 서북부, 중국 동북부, 대만에 분포한다.탁수스 식물에는 탁산, 플라보노이드, 리그난, 스테로이드, 페놀산, 세스퀴테르펜 및 배당체를 포함한 다양한 화학 성분이 포함되어 있습니다.유명한 항종양제 탁솔(또는 파클리탁셀)은 탁산의 일종입니다.탁솔은 독특한 항암 메커니즘을 가지고 있습니다.탁솔은 미세소관과 결합하여 이를 "동결"시키고 세포 분열 시 미세소관이 염색체를 분리하는 것을 방지하여 분열하는 세포, 특히 빠르게 증식하는 암세포를 사멸시킬 수 있습니다[1].또한 탁솔은 대식세포를 활성화시켜 TNF-α(종양괴사인자) 수용체를 감소시키고 TNF-α를 방출시켜 종양세포를 죽이거나 억제시킨다.더욱이, 탁솔은 Fas/FasL에 의해 매개되는 세포사멸 수용체 경로에 작용하거나 시스테인 프로테아제 시스템을 활성화함으로써 세포사멸을 유도할 수 있습니다.탁솔은 다중 표적 항암 효과로 인해 난소암, 유방암, 비소세포폐암(NSCLC), 위암, 식도암, 방광암, 전립선암, 악성 흑색종, 두경부암 치료에 널리 사용됩니다. 암 등[4]특히 진행성 유방암, 진행성 난소암의 경우 탁솔은 탁월한 치료 효과를 보여 '암 치료의 최후 방어선'으로 알려져 있다.
탁솔(Taxol)은 최근 국제 시장에서 가장 인기 있는 항암제이며, 향후 20년 동안 인간에게 가장 효과적인 항암제 중 하나로 여겨진다.최근에는 인구 증가와 암 발생률이 폭발적으로 증가함에 따라 탁솔에 대한 수요도 크게 증가했습니다.현재 임상이나 과학 연구에 필요한 탁솔(Taxol)은 주로 탁서스(Taxus)에서 직접 추출됩니다.불행하게도 식물의 탁솔 함량은 매우 낮습니다.예를 들어, 탁솔(Taxol) 함량은 탁수스 브레비폴리아(Taxus brevifolia) 껍질에서 0.069%에 불과하며 일반적으로 가장 높은 함량으로 간주됩니다.탁솔 1g을 추출하려면 약 13.6kg의 탁솔(Taxus) 껍질이 필요합니다.이 추정에 따르면 난소암 환자를 치료하려면 수령 100년이 넘는 주목나무 3~12그루가 필요합니다.그 결과, 많은 수의 탁서스(Taxus) 나무가 잘려져 이 귀중한 종은 거의 멸종 위기에 처해 있습니다.또한, 탁서스는 자원이 매우 부족하고 성장도 느리기 때문에 탁솔의 추가 개발 및 활용이 어렵습니다.
현재 탁솔의 전체 합성이 성공적으로 완료되었습니다.그러나 합성 경로가 매우 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에 산업적으로 중요성이 없습니다.탁솔의 반합성 방법은 현재 비교적 성숙되어 인공재배와 더불어 탁솔의 공급원을 확대하는 효과적인 방법으로 여겨진다.간단히 말하면, 탁솔의 반합성에서는 탁수스 식물에 상대적으로 풍부한 탁솔 전구체 화합물을 추출한 후 화학적 합성을 통해 탁솔로 전환시킵니다.주목(Taxus baccata) 바늘의 10-데아세틸바카틴 Ⅲ 함량은 최대 0.1%까지 가능합니다.그리고 바늘은 나무껍질에 비해 재생이 쉽습니다.따라서 10-de아세틸바카틴 Ⅲ를 기반으로 한 탁솔의 반합성은 연구자들로부터 점점 더 많은 관심을 끌고 있습니다[5](그림 1 참조).
그림 1. 10-데아세틸바카틴 Ⅲ 기반 탁솔의 반합성 경로.
이 게시물에서 Taxus 식물 추출물은 Santai Technologies에서 생산한 SepaFlash C18 역상(RP) 플래시 카트리지와 함께 플래시 준비 액체 크로마토그래피 시스템 SepaBean™ 기계를 사용하여 정제되었습니다.순도 요구 사항을 충족하는 대상 제품을 얻었으며 후속 과학 연구에 사용할 수 있으므로 이러한 종류의 천연 제품을 신속하게 정제하기 위한 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.
| 기구 | SepaBean™ 기계 | |
| 탄약통 | 12 g SepaFlash C18 RP 플래시 카트리지(구형 실리카, 20 - 45μm, 100 Å, 주문 번호: SW-5222-012-SP) | |
| 파장 | 254nm(검출), 280nm(모니터링) | |
| 이동상 | 용매 A: 물 | |
| 용매 B: 메탄올 | ||
| 유량 | 15mL/분 | |
| 샘플 로딩 | 1mL DMSO에 용해된 원시 시료 20mg | |
| 구배 | 시간(분) | 용매 B(%) |
| 0 | 10 | |
| 5 | 10 | |
| 7 | 28 | |
| 14 | 28 | |
| 16 | 40 | |
| 20 | 60 | |
| 27 | 60 | |
| 30 | 72 | |
| 40 | 72 | |
| 43 | 100 | |
| 45 | 100 | |
결과 및 토론
Taxus의 조 추출물에 대한 플래시 크로마토그램은 그림 2에 나와 있습니다. 크로마토그램을 분석하여 대상 생성물과 불순물이 기준선 분리를 달성했습니다.또한, 여러 번의 샘플 주입을 통해 우수한 재현성을 실현했습니다(데이터는 표시되지 않음).유리칼럼을 이용한 수동 크로마토그래피 방식으로 분리를 완료하는데 약 4시간이 소요됩니다.기존 수동 크로마토그래피 방법과 비교할 때 이 게시물의 자동 정제 방법은 전체 정제 작업을 완료하는 데 44분밖에 걸리지 않습니다(그림 3 참조).자동 방식을 채택하면 80% 이상의 시간과 많은 양의 용매를 절약할 수 있어 비용을 효과적으로 절감할 수 있을 뿐만 아니라 작업 효율성도 크게 향상시킬 수 있습니다.
그림 2. 탁서스(Taxus) 원유 추출물의 플래시 크로마토그램.
그림 3. 수동 크로마토그래피 방법과 자동 정제 방법의 비교.
결론적으로, SepaFlash C18 RP 플래시 카트리지를 SepaBean™ 기계와 결합하면 탁수스 추출물과 같은 천연물의 신속한 정제를 위한 빠르고 효율적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.
참고자료
1. Alushin GM, Lander GC, Kellogg EH, Zhang R, Baker D 및 Nogales E. 고해상도 미세소관 구조는 GTP 가수분해 시 αβ-튜불린의 구조적 전이를 나타냅니다.셀, 2014, 157(5), 1117-1129.
2. Burkhart CA, Berman JW, Swindell CS 및 Horwitz SB.종양괴사인자-α 유전자 발현 및 세포독성 유도에 대한 탁솔과 기타 탁산의 구조 사이의 관계.암 연구, 1994, 54(22), 5779-5782.
3. Park SJ, Wu CH, Gordon JD, Zhong X, Emami A 및 Safa AR.탁솔은 카스파제-10 의존성 세포사멸을 유도합니다, J. Biol.Chem., 2004, 279, 51057-51067.
4. 파클리탁셀.미국 보건 시스템 약사 협회.[2015년 1월 2일]
5. 브루스 가넴과 롤랜드 R. 프랑케.1차 탁산의 파클리탁셀: 유기지르코늄 화학의 창의적 발명에 대한 관점.J.Org.화학., 2007, 72(11), 3981-3987.
Santai Technology와는 사양이 다른 SepaFlash C18 RP 플래시 카트리지 시리즈가 있습니다(표 2 참조).
| 품목 번호 | 열 크기 | 유량 (mL/분) | 최대 압력 (psi/bar) |
| SW-5222-004-SP | 5.4g | 5-15 | 400/27.5 |
| SW-5222-012-SP | 20g | 10-25 | 400/27.5 |
| SW-5222-025-SP | 33g | 10-25 | 400/27.5 |
| SW-5222-040-SP | 48g | 15-30 | 400/27.5 |
| SW-5222-080-SP | 105g | 25-50 | 350/24.0 |
| SW-5222-120-SP | 155g | 30-60 | 300/20.7 |
| SW-5222-220-SP | 300 그램 | 40-80 | 300/20.7 |
| SW-5222-330-SP | 420g | 40-80 | 250/17.2 |
표 2. SepaFlash C18 RP 플래시 카트리지.
충전재: 고효율 구형 C18 결합 실리카, 20 - 45 μm, 100 Å
SepaBean™ 기계의 세부 사양이나 SepaFlash 시리즈 플래시 카트리지 주문 정보에 대한 자세한 내용은 당사 웹사이트를 방문하십시오.
게시 시간: 2018년 9월 20일