천 연 물 화 학 식물유래 화학물질의 이용 (2차 대사산물) 유용성: 신약개발, 이용기술: 화학 합성, 천 연 물 화 학 식물유래 화학물질의 이용 (2차 대사산물) 의약품: 항암,항균,항산화제 Stimulants: 인삼,오가피 향료,색소,감미료: 장미, 홍화, stevia 농약 : 제충국, Pyretheroids 유용성: 신약개발, 안전성( 정확성 및 순도, 생분해성 및 안전성) 이용기술: 화학 합성, 직접 추출, 생물학적 대량생산 (조직배양, 형질전환 미생물이용 등)

식물체가 생산하는 대사산물 의약품: 항암,항균,항산화제 Stimulants: 인삼,오가피 1차 대사산물 (Primary Metabolites) * 모든 세포에 공통적으로 존재 * 세포 내 기능 알려짐 전분 (Starch) – 에너지의 저장 단백질 (Protein) – 생체조직 구성, 생리기능 조절 섬유소 (Cellulose) – 세포막 구성 지질 (lipid) - 생체막 구성, 생리기능 조절 핵산 (Nucleic acid) – 유전정보 저장 및 전달 2차 대사산물 (Secondary Metabolites) * 식물 종에 따라 존재 여부가 다름 * 세포 내 기능 미지 * 약리활성 물질 사포닌, 플라보노이드, 터페노이드, 페놀산, 알칼로이드 등 의약품: 항암,항균,항산화제 Stimulants: 인삼,오가피 향료,색소,감미료: 장미, 홍화, stevia 농약 : 제충국, Pyretheroids

해열진통제 - 아스피린 히포크라테스 버드나무를 진통, 해열에 사용 살리실산 (Salix babylonica L., Bark) 1897년, 독일 바이엘사의 호프만 박사 아스피린 합성

식물자원으로부터 약리활성물질의 분리 유기용매 추출 용매극성에 따른 분획 시료 건조 및 마쇄 유용물질의 약리활성 검정 식물자원으로부터 약리활성물질의 분리 유기용매 추출 용매극성에 따른 분획 시료 건조 및 마쇄 유용물질의 약리활성 검정 NMR, IR, MS 등을 이용한 물질 구조 동정 컬럼 크로마토그래피를 통한 물질 분리

용매의 극성에 따른 분획 小 EtOAc n-BuOH 大 H2O 용 매 petroleum ether cyclohexane 용 매 petroleum ether cyclohexane CCl4 benzen CHCl3 diethyl ether ethyl acetate pyridine n-butanol acetone ethanol methanol H2O 용출력 • 극성 小 大 EtOAc n-BuOH H2O

컬럼 크로마토그래피 용출용량 S 1 2 3 Thin Layer Chromatography

분자구조 동정 MS NMR IR IR 물질의 분자량, 분자식 결정, 및 부분 구조 추정 NMR Data를 통해 화학적 환경 예측 IR 분자구조 내 관능기 확인 IR 분자구조 내 관능기 확인

은행나무 잎의 혈행순환 개선제 쑥의 위염 및 위궤양 치료제 Ginkgolide B Euphatilin 목산약품 징코민 선경제약 기넥신 동아제약 스티렌

Terpenoids 물질 2. 카로틴 : 당근의 오렌지색과 가을 낙엽의 색을 띠 게 하는 물질로 광포획 반응에 관여하며 지나친 빛에 의해 생기는 해를 막아준다. C40H56 

Classification of Food Flavonoids

플라보노이드의 종류 종 류 성분명 식 품 플라보놀 케르세틴, 미리세틴 양파, 시금치, 케일, 파슬리, 사과 플라본 아피게인, 루테올린 감귤, 포도, 콩 카데킨 카데킨, 에피카로틴, 에피카데킨 녹차, 사과, 체리, 배 등의 과실 플라바논 헤스페리딘, 나린게닌 자몽, 오렌지, 레몬 안토시아닌 포도, 당근, 체리, 양파, 딸기, 적포도주 이소플라본 게니스테인, 다이제인 콩, 콩가공 식품, 땅콩, 보리

알칼로이드(Alkaloid)의 이용과 사용범위 진통약 – 모르핀 국소 마취약 – 코카인 진해약(기침약) - 코데인 •노스카핀 진경약(위경련 등의 치료약) – 스코폴라민 항균약 – 베르베린 항부정맥약(抗不整脈藥) – 아즈말린 항백혈병약 - 빈크린스틴 •빈블라스틴 거담약 및 항아메바적리약 – 에메틴 항말라리아약 – 퀴닌 민무늬근이완약 – 파파베린 민무늬근수축약 - 에르고타민 교감신경작용약 - 에페드린 부교감신경작용약 – 아트로핀 중추신경흥분약 - 레세르핀

Saponin의 정의 사포닌(Saponin)이란 Sapona 즉, 희랍어로 비누라는 뜻 콩,파,더덕,메밀,도라지,미나리,녹두,마늘,양파,은행,칡,부추등 다양한 식물에 소량 함유되어 있지만 홍삼의 사포닌은 이들 식물사포닌과 엄격히 구분 홍삼 사포닌은 약성이 온화하고 독성이 없을 뿐만 아니라 용혈작용이 거의 없으며, 타 식물에서 발견되는 사포닌과 화학구조가 전혀 다름

Saponin의 구조

인삼의효과 (인삼 7 효설) 1.보기구탈(補氣救脫) : 원기를 보하고 허탈을 구한다.(피로회복 및 체력증진) 2.익혈복맥(益血復脈) : 혈액을 보충하고 맥을 회복시킨다.(빈혈,저혈압,심장쇠약) 3.양심안신(養心安神) : 마음을 길러주고 정신을 안정시킨다.(노이로제,자율신경계) 4.생진지갈(生津止渴) : 진액을 생기게하고 갈증을 멈추게 한다. (당뇨) 5.보폐정단(補肺定喘) : 폐를 보하고 천식을 머무게 한다. (폐결핵, 천식) 6.건비지사(健脾止瀉) : 위장을 튼튼하게 하고 설사를 멈추게 한다. (위장염, 설사, 변비, 식욕부진) 7.탁독합창(托毒合瘡) : 독을 배제하고 부스럼을 없앤다.(종기, 피부병, 건조증)

기능성 천연물질의 산업화 1. 물질 분리 및 동정 2. 활성 및 독성 검정 3. 산업적 생산 A. 복제 화학합성 B 기능성 천연물질의 산업화 1. 물질 분리 및 동정 2. 활성 및 독성 검정 3. 산업적 생산 A. 복제 화학합성 B. 식물체로 부터 추출(분리) 이용 C. 생물학적 합성 :직접 배양 생산, 형질전환 생물 이용 생물의약품의 우수성 안전성 - 정확성 및 순도, -생분해성 및 안전성 약혀기간 및 잔류독성 한정 바이오시밀러(biosimilar, 생물복제생산의약품) 사람이나 다른 생물체에서 유래된 세포·조직·호르몬 등의 유효물질을 이용하여 유전자재조합 또는 세포배양기술을 통해 분자생물학적 기법으로 개발한 의약품인 바이오의약품(생물의약품; 생물학적제제·유전자재조합의약품·세포배양의약품·세포치료제·유전자치료제 등)의 복제약(특허가 만료된 오리지널 의약품을 모방하여 만든 약품)을 뜻하는 말이다. 동등생물의약품 또는 FOB(follow-on biologics)라고도 한다. 바이오시밀러(biosimilar; 바이오의약품의 복제약)는 오리지널 바이오의약품과 동등한 품목·품질을 지니며, 비임상·임상적 비교동등성이 입증된 의약품이다.

생물공학 기법에 의한 활성신소재의 생산 연구 (Biosimilar research) 활성소재 생산용 생물반응기의 개발 SMT 과발현 형질전환 세포주의 배양을 생물반응기에서 시도하였음. 현재 생물반응기에서 배양조건의 최적화와 β-sitosterol의 생산 연구를 수행하고 있음. Air-lift bioreactor