Tetralone 유사체의 합성과 NRF2 활성연구
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 김 용 주
- 발행년도 2022
- 학위수여년월 2022. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 KIST강릉분원학.연협동과정
- 세부분야 해당없음
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000011213
- UCI I804:42001-000000011213
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
NRF2(NF-E2-related factor 2)는 전사인자로서 세포가 독성물질 및 산화 스트레스 등에 노출되었을 때, 독성물질 및 산화물질에 대해서 세포를 보호하기 위해 항산화 단백질 및 항산화 효소 등을 과발현 시켜서 세포의 항상성 유지에 중요한 역할을 담당한다. NRF2는 유비퀴틴(ubiquitin) ligase 어댑터 소단위 단백질인 KEAP1 (Kelch-like ECH-associated protein 1)이라는 단백질과의 상호작용에 의해 조절된다. KEAP1과 NRF2가 결합시 NRF2는 유비키틴화 되어 프로테오좀에서 분해되지만, 독성물질 또는 산화성 스트레스 요인이 KEAP1의 cysteine 잔기와 결합을 하여 disulfide를 형성하게 되며 독성물질 또는 산화 스트레스 요인이 KEAP1의 구조를 변화시켜, KEAP1과 NRF2의 결합이 분리되어, NRF2는 세포 핵으로 이동하여 항산화 단백질 및 항산화 효소 등의 발현을 상향 조절한다. 본 연구에서는 KEAP1-NRF2 pathway를 활성화시키는 물질로서, Tetralone scaffold에 benzylidene 이 결합된 유도체를 디자인 하였으며, 세포기반의 활성실험에서 chalcone에 비해 benzylidene teralone이 NRF2 활성화 효능이 우수함을 확인하였다. 따라서 우리는 Teralone 유도체를 활용한 NRF2 활성제를 개발하기로 하였다. 7-hydroxy-1-tetralone을 출발 물질로 하여 Williamson ether synthesis와 base 조건 하의 aldol reaction을 이용하여, 총 36가지의 Tetralone 유사체를 65~77%의 수율로 성공적으로 합성하였다. 합성된 36종의 Tetralone 유사체를 세포기반의 에세이를 활용 NRF2 활성을 측정하였고, 양성 대조군인 tBHQ (tert-Butylhydroquinone)과 비교하였다. 그 결과, tBHQ의 NRF2 활성의 65~70% 정도의 NRF2 활성 효과를 보이는 Tetralone 유사체 7종을 도출하였으며, 이중 화합물 T20이 우수한 효능을 나타냄을 확인하였다. 본 연구를 통해 KEAP1-NRF2 pathway를 활성화 시키는 Tetralone 유사체를 합성하였으며 합성된 유사체가 NRF2 활성 효과가 있음을 확인하였다. 향후 Tetralone 유사체를 활용하여 동물모델에서 유효성을 평가할 예정이다.
more초록/요약 도움말
NRF2 (NF-E2-related factor 2) is transcription factor. If cell is exposed to toxic chemical or oxidative stress, NRF2 upregulate antioxidant protein and enzyme. So it plays a crucial role in maintaining homeostasis of cell. NRF2 is controlled by interaction with KEAP1 (Kelch-like ECH-associated protein 1), subunit of ubiquitin ligase adaptor. If ROS (Reactive oxygen species) is generated inside cells, the structure of KEAP1 is changed by the oxidation of cysteine residue. The ubiquitination of NRF2 is suppressed. The decomposition of NRF2 by proteasome is also suppressed. As a result, NRF2 is translocated to nucleus and increase the expression level of antioxidant protein and enzyme. In this research, we select Tetralone as a KEAP1-NRF2 activator. We successfully synthesized 36 Tetralone derivatives by Williamson ether synthesis followed by aldol reaction under base condition. Overall yields of Tetralone derivatives were 65~77%. We tested NRF2 activation of 36 Tetralone derivatives using HepG2 cell. tBHQ (tert-butylhydroquinone), known as NRF2 activator, was used as positive control. As a result, we found that seven Tetralone derivatives showed 65~70% of Nrf2 activation comparing with the activity of tBHQ. Among seven Tetralone derivaitves, we found that compound T20 was most potent NRF2 activator. Comparing the NRF2 activities of 36 Tetralone derivatives, we obtained the structure activity relationship (SAR) data of Tetralone derivatives. In conclusion, we successfully synthesized 36 Tetralone derivative that activate KEAP1-NRF2 pathway. Among the derivatives, the Teralone derivatives with trifluorobenzyl and morpholine linker are relatively potent. Compound T20 and its analogues may be a novel NRF2 activating lead compound for treatment of various inflammatory related diseases.
more목차 도움말
목 차
Abbreviation and symbols I
국문요약 II
Abstract III
제 1 장 서 론 1
제 1-1절 KEAP1에 의한 NRF2 조절 1
제 1-2절 KEAP1-NRF2-ARE 신호전달 3
제 1-3절 KEAP1/NRF2와 뇌 질환과의 상관관계 4
제 1-4절 천연물 기반 및 합성 NRF2 활성제 5
제 1-5절 찰콘의 NRF2 활성제로서의 효과 10
제 2 장 본론 11
제 2-1절 Tetralone과 찰콘의 thiol기에 대한 반응성 실험 11
제 2-2절 Tetralone과 찰콘의 NRF2 활성 비교 12
제 2-3절 찰콘 기반 NRF2 활성제로서의 Tetralone 유사체의 design 13
제 2-4절 Tetralone 유사체의 합성 15
제 2-5절 Tetralone 유사체의 NRF2 활성 평가 21
제 3 장 결론 25
제 4 장 실험 26
제 4-1절 일반적인 실험 26
제 4-2절 화합물의 합성 26
참고문헌 51
