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천연물신약소재학 - Isoprenoid 생합성 경로와 유래 화합물
1. 개요
단원: 천연물신약소재학, 2주차 수업 내용
강의자: 이진우, 덕성여자대학교 AI신약학과
2. 지난 강좌 내용 요약
천연물의 정의, 특성, 연구, 품질평가
Lead compounds & 천연물 의약품
1차 & 2차 대사산물
생합성 경로
Building block의 개념
3. 오늘 강의 내용
3.1. 강좌 일정
주차 별 강의 내용:
- 1주차-1: OT
- 1주차-2: 천연물의 정의, 역사, 생합성
- 2주차-1: Isoprenoid 생합성 경로와 유래 화합물 1 (3/10)
- 2주차-2: Isoprenoid 생합성 경로와 유래 화합물 2 (3/12)
- 3주차-1: Shikimate 생합성 경로와 유래 화합물
- 3주차-2: Polyketide 생합성 경로와 유래 화합물
- 4주차-1: 복합 경로와 유래 화합물
- 4주차-2: 아미노산 경로와 유래 화합물
- 후속 강의 및 중간고사 일정 포함
3.2. Isoprenoid 생합성 관련 화합물
주요 화합물 및 해당 구조:
- Isoprenoid 경로 유래 화합물
- 명칭 및 대표 화합물:
- IsopentenylPP (IPP)
- GeranylPP (GPP)
- FarnesylPP (FPP)
- GeranylgeranylPP (GGPP)
- GeranylfarnesylPP (GFPP)
- Squalene (C30)
- Sesterterpenoid (C25)
- Diterpenoid (C20)
- Sesquiterpenoid (C15)
- Monoterpenoid (C10)
- Hemiterpenoid (C5)
- Steroid (C27)
- Tetraterpenoid (C40)
4. 천연물의 성분
4.1. 사포닌과 flavonoids
사포닌: 인삼의 사포닌 함량이 인삼의 10배, 홍삼의 5배에 해당
플라보노이드: 항산화 성분으로 작물 산업화에 기여 개염
4.2. 생합성 경로에 따른 성분 분류
1차 대사산물: 생명 유지 및 성장에 필요한 기본 대사물질 (예: amino acids, carbohydrates)
2차 대사산물: 생명 유지에 필수적이지 않지만 특정 환경에서 생산되는 물질 일반적으로 생약에서 발견되는 여러 화합물이 포함 (예: alkaloids, terpenes, flavonoids)
5. 화학 구조에 따른 성분 분류
화학구조 기반 분류: 유기화합물의 일반적인 분류법
물성 기반 분류: alkaloid, saponin, tannin, 식물 색소
생리활성에 의한 분류: 항생물질 및 비타민
기원에 의한 분류: 식물, 동물, 균류 등
생합성 경로에 의한 분류: polyketide, shikimate, mevalonate 등
6. 생합성 및 합성 방법
6.1. 전체 합성 (Total synthesis)
예시:
Total synthesis로부터 시작하여 다양한 합성 경로를 통해 생합성 경로를 개발
6.2. 반합성 (Semi-synthesis)
산약 (Dioscoreae Rhizoma): Dioscin은 스테로이드 호르몬 합성의 기초 원료로 사용
6.3. 자연에서의 생합성 (Biosynthesis)
예시: Artemisinin 생성경로(청호)에서 생물체가 자가 생성하는 과정
7. 생합성의 빌딩 블록
7.1. 일반적인 빌딩 블록
C1, C2, C5 등을 포함하는 기본 단위:
- Polyketide 및 Mevalonate 경로 기본 단위
- 다양한 아미노산에 대한 연결
7.2. 구조별 빌딩 블록 설명
다양한 화합물이 결합되어 육각형, 사각형의 다양한 고리를 형성
8. 생합성과 의약품
8.1. 주요 의약품
Paclitaxel (Taxol): 항암제의 생합성에 대한 설명
Ginsenoside: 전통한방에서의 사용 및 근본 원료로서의 중요성
9. 결론
9.1. 주요 요약 사항
천연물에서 유래하는 다양한 생합성 화합물 및 이들 구조의 중요성부터 시작하여, 자연에서의 화합물 생성 및 의약적 사용에 대한 이해를 증진
9.2. 다음 주 강의 예고
Isoprenoid 생합성 경로의 심화 강의 및 사례 분석 예정.