[논문 리뷰] Potential Antimicrobial Activity of Marine Sponge Neopetrosia exigua

Ibrahim Majali, Haitham Qaralleh외 4명|arXiv (Cornell University)|2019. 12. 08.

Marine Sponges and Natural Products참고 문헌 51인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 용매 극성 기울기를 사용하여 생체분해를 분획화함으로써 해양 샘스폰 Neopetrosia exigua의 항균 잠재력을 조사한다 (n-헥세인, CH2Cl2, n-부탄올, 물). n-헥세인, CH2Cl2 및 n-부탄올 분획이 가장 높은 활성을 보였으며, Staphylococcus aureus가 가장 민감한 균주로 나타나, 향후 분리 및 특성화를 위한 새로운 항균제로 유망한 생활물질을 시사한다.

ABSTRACT

Neopetrosia exigua has received great attention in natural product chemistry. The diversity of N. exigua constituents has been demonstrated by the continued discovery of novel bioactive metabolites such as antimicrobial metabolites. In this study, in order to localise the active component of N. exigua biomass according to the polarity, a sequential gradient partition with different solvents (nhexane, carbon tetrachloride, dichloromethane, n-butanol, and water) was performed to obtain fractions containing metabolites distributed according to their polarity. The antimicrobial activities of N. exigua fractions were then evaluated using disc diffusion and microdilution methods (influence on the growth curve, Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC)). The results showed that the active metabolites were present in n-hexane, CH2Cl2, nBuOH, and water fractions. n-hexane, CH2Cl2, and n-BuOH fractions were the most effective fractions. Among microbes tested, Staphylococcus aureus was the most susceptible microbe evaluated. The obtained results are considered sufficient for further study to isolate the compounds represent the antimicrobial activity.

연구 동기 및 목표

• 용매 극성에 기반한 분획화를 통해 Neopetrosia exigua 내 생활물질 항균 화합물을 규명하기 위해.
• 다양한 병원성 미생물에 대한 각 분획의 항균 효과 평가하기 위해.
• 활성 분획의 최소 억제 농도(MIC) 및 최소 살균 농도(MBC) 결정하기 위해.
• 향후 순수 항균 화합물의 분리 및 구조 규명을 위한 우선순위를 정하기 위해 활성도가 가장 높은 분획을 선별하기 위해.

제안 방법

• 용매 극성 기울기를 사용한 순차적 추출: n-헥세인, 탄소테트라클로라이드, 디클로로메탄, n-부탄올, 물.
• 다양한 극성의 용매에서의 분배 행동에 기반해 N. exigua 생체분해물에서 대사산물을 분획화하기 위해.
• 디스크 확산법을 통한 항균 스크리닝을 통해 선택된 미생물 균주에 대한 억제 영역 평가하기 위해.
• 미세액적법을 통한 활성 분획의 MIC 및 MBC 값 결정하기 위해.
• 분획이 미생물 증식에 미치는 영향을 시간에 따라 평가하기 위한 성장 곡선 분석을 위해.
• 다양한 분획 및 미생물 표적 간 항균 활성에 대한 통계적 평가를 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Neopetrosia exigua의 어떤 용매 분획이 가장 높은 항균 활성을 보였는가?
• RQ2 가장 활성도가 높은 분획의 최소 억제 농도(MIC)는 시험한 미생물에 대해 얼마인가?
• RQ3 Neopetrosia exigua에서 추출한 생활물질에 대해 가장 민감한 미생물 균주는 무엇인가?
• RQ4 활성 분획은 시간이 지남에 따라 미생물 성장 동역학에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 후속 순수 항균 화합물의 분리에 가장 유망한 분획은 무엇인가?

주요 결과

• n-헥세인, 디클로로메탄, 및 n-부탄올 분획이 시험한 모든 분획 중에서 가장 높은 항균 활성을 보였다.
• Staphylococcus aureus가 가장 민감한 미생물로 나타났으며, 디스크 확산 및 미세액적법 모두에서 뚜렷한 억제 효과를 보였다.
• 최소 억제 농도(MIC) 값이 n-헥세인 및 디클로로메탄 분획에서 가장 낮게 나타나 강력한 생장 억제 효과를 시사한다.
• 최소 살균 농도(MBC) 값은 이러한 분획이 뿐만 아니라 세균을 살균함을 확인하였다.
• 물 및 탄소테트라클로라이드 분획은 중간에서 약한 항균 효과를 보였으며, 활성 화합물 농도가 낮을 가능성이 있다.
• 결과적으로 n-헥세인, 디클로로메탄, 및 n-부탄올 분획에서 생활물질을 추가로 분리하는 것이 약물 개발에 우선시되어야 한다는 것을 뒷받침한다.