Screening of sirtuins (SIRTs) activators from natural products and characterization of its constituents from Polygonum cuspidatum

Abstract

Silent information regulator two ortholog 1 (SIRT1)은 NAD 의존적 class Ⅲhistones 활성을 지닌 포유동물 상동체의 Sir2와 가장 밀접하게 관계된 핵 단백질이다. SIRT1은 신진대사 증후군, 비만, Pkinson’s 질병, 세포노화, 환경스트레스, 제2형 당뇨병과 관련된 기능이 보고되었으며, 생물학적 체계에서 다양한 기능을 형성한다. 그러므로 SIRT1 activator는 노화, 당뇨, 비만 등을 억제하는데 밀접한 관계가 있다. 최근 몇몇 저분자 물질들이 SIRT1 activator로 알려져 있지만 새로운 activator를 찾기 위한 연구는 계속되고 있다. 새로운 SIRT1 activator는 SIRT1의 생물학적 기능에 대한 이해를 개선하는데 필요하며 SIRT1의 다양한 활성은 의학적, 산업적인 가치를 기대할 수 있다. 이번 연구의 목적은 천연물로부터 SIRT1 activator를 발굴하는 것이며, 본 연구실에서 수행한 sirt1-p53 luciferase assay 통하여 약 천 여개의 한국약용식물의 SIRT1에 대한 활성을 측정한 결과 여러 후보 물질 중 polygonum cuspidatum MeOH 추출물에서 SIRT1에 대한 강한 활성을 나타내는 것을 확인하였다. 활성화시키는 화합물은 anthraquinone계 골격을 갖는 화합물로 Physcion, Aloe-emodin, Emodin, 2-methoxystypandrone, Resveratrol 이며, 분리된 화합물들의 구조는 각종 스펙트럼 방법 (1D, 2D-NMR, UV, IR, MS)과 보고된 문헌을 참고하여 동정하였다. 분리한 화합물 1 - 5의 in vitro SIRT1 효소에 대한 활성을 측정한 결과, 화합물 1 - 5는 SIRT1 대하여 강하게 activation 시키는 것을 확인하였다. 화합물 1 - 5에 의해서 p53의 transcription activity가 강하게 감소하였으며, SIRT1 deacetylation activity와, NAD-NADH ratio 가 증가하는 것을 확인하였다. 뿐만 아니라 화합물 4는 노화 세포인 HDF에 처리시 젊은 세포 형태로 cell morphology의 변화와 노화지표인 b-galactosidase 활성이 감소하는 것을 최종적으로 확인할 수 있었다.