이리도이드

[ iridoid ]

이리도이드(iridoid)는 사이클로펜타노피란(cyclopentanopyran; cyclopentan-(c)-pyran) 모노테르페노이드(monoterpenoids), 즉 사이클로펜탄(cyclopentan) 고리를 가지고 있는 모노테르펜 화합물들이다. 이리도이드는 다양한 종류의 식물들과 일부 동물에서 발견되며, 특히 쌍떡잎식물 중에서도 합판화(통꽃; aympetalous families) 식물들에 풍부하게 존재하는 큰 규모의 모노테르펜 그룹이다. 이리도이드는 식물에서 주로 포도당(글루코오스; glucose)에 결합된 이리도이드 배당체(이리도이드 글리코시드; iridoid glycosides) 형태로 존재한다. 이리도이드는 식물의 주요 2차대사산물로서, 이리도이드 배당체는 곤충에 대한 방어 수단으로 이용된다. 한편, 이리도이드는 항염, 면역 조절, 항암, 항균 및 항진균, 항산화, 심혈관계 보호, 간 보호, 신경 보호, 진경, 담즙분비 촉진, 혈당 감소, 지질 감소, 배변 촉진 등 사람의 건강과 연관된 잠정적인 생물학적 활성을 나타낸다는 연구 결과들이 보고되었으나, 아직 검증되지는 않았다.¹⁾²⁾

이리도이드 기본 골격과 탄소 번호 (출처: modified from )

이리도이드는 19세기 후반에 처음 추출되었지만, 1958년 Halpern과 Schmid가 협죽도과(Apocynaceae)에 속하는 푸르메리아속 식물(Plumeria lancifolia)의 피토케미컬(phytochemicals; 식물성 화학물질들)들을 연구하는 과정에서 처음으로 이리도이드 계통인 플루메리드(plumeride)의 기본 구조가 발견되었다. 이리도이드라는 물질군의 명칭은 이리도미르멕스속(Iridomyrmex)의 몇몇 개미들의 분비물에서 발견되는 이리도락톤(iridolactone), 이리도미르메신(iridomyrmecin), 이리도디알(iridodial) 등의 화합물 명칭으로부터 유래되었다.³⁾

이리도이드와 이리도이드 배당체들은 주로 쌍떡잎식물들에 다양하게 존재한다. 특히 국화아강(Asteridae)에 속하는 합판화(통꽃; aympetalous families) 식물들에 풍부하게 존재하는 것으로 알려져 있는데, 이러한 식물들은 협죽도과(Apocynaceae), 현삼과(Scrophulariaceae), 마편초과(Verbenaceae), 꿀풀과(Lamiaceae), 마전과(Loganiaceae), 꼭두서니과(Rubiaceae), 진달래과(Ericaceae), 용담과(Gentianaceae), 물푸레나무과(Oleaceae), 질경이과(Plantaginaceae), 조름나물과(Menyanthaceae)에 속하는 식물들이다. 또한, 이외에도 이리도이드와 배당체들은 층층나무과(Cornaceae), 가리아과(Garryaceae), 쇠뜨기말풀과(Hippuridaceae), 열당과(Orobanchaceae), 능소화과(Bignoniaceae), 통발과(Lentibulariaceae), 마르티니아과(Martyniaceae), 알팅기아과(Altingiaceae), 노루발과(Pyrolaceae) 등의 다양한 분류체계에 속하는 식물들에 널리 분포하고 있다.¹⁾²⁾³⁾

이리도이드의 화학적 특성 및 종류

이리도이드의 종류
명칭	영문명	카테코리	화학 구조
아우쿠빈	aucubin	이리도이드 배당체 (iridoid glycosides)	(출처: )
카탈폴	catalpol	이리도이드 배당체 (iridoid glycosides)	(출처: )
하르파고시드	harpagoside	이리도이드 배당체 (iridoid glycosides)	(출처: )
로가닌	loganin	단순 이리도이드 또는 비당화 이리도이드 (simple or nonglycosylated iridoids)	(출처: )
스웨로시드	sweroside	세코이리도이드 (secoiridoids)	(출처: )

이리도이드는 화학 구조적인 측면에서 볼 때 하나의 사이클로펜탄 고리(cyclopentane ring)에 산소 원자를 포함하는 6각형의 탄소 고리가 결합되어 있는 형태를 기본 골격(이리단 구조; iridane skeleton)으로 가지고 있다. 이러한 이로도이드의 기본 구조는 제라니올(geraniol)로부터 수산화, 산화(탈수소) 등의 과정을 거쳐 생성된 8-옥소제라니올(8-oxogeraniol)이 고리화되면서 만들어진다. 이후 산화, 메틸화, 당화(glycosylation) 등의 단계들을 거치면서 다양한 이리도이드 화합물들이 생성된다.¹⁾²⁾

이리도이드와 이리도이드 배당체는 다음과 같이 4개의 주요 그룹으로 구분될 수 있다.¹⁾⁴⁾

이리도이드 배당체(iridoid glycosides): 이리단 골격(iridane structure)의 C-1(첫번째 탄소) 또는 C-11에 글리코시드 연결이 존재함. 예) 아우쿠빈(aucubin), 카탈폴(catalpol), 하르파고시드(harpagoside)
단순 이리도이드 또는 비당화 이리도이드 (simple or nonglycosylated iridoids): 이리단 골격에 C-8에 메틸기가 있고, C-4에 또다른 탄소가 결합되어 있는 구조. 예) 로가닌(loganin)
세코이리도이드(secoiridoids): 사이클로펜탄 고리(cyclopentane ring)의 7,8-결합의 산화적 절단에 의해 생성되는 구조. 거의 모든 세코이리도이드가 배당체(glydosides)임. 예) 젠티오피크로시드(gentiopicroside), 스웨로시드(sweroside)
비스이리도이드(bisirdoids): 이리도이드와 세코이리도이드의 2합체(dimer).

이리도이드의 생물학적 활성

이리도이드의 식물 활성

이리도이드는 식물의 대표적인 2차대사산물로서, 식물 방어 메커니즘에 관여하고 있다. 곤충이 이리도이드를 함유하고 있는 식물을 섭취하게 되면, 일반적으로 이리도이드 배당체가 그 곤충 초식자의 장에서 식물 유래 또는 곤충 자신의 베타-글루코시다아제(β-glucosidases)에 의해 활성화된다. 이러한 반응의 결과 이리도이드 배당체로부터 불안정한 아클리콘(aglycone)이 유리되어 곤충의 단백질들과 공유결합성 가교(covalent cross-link)를 형성함에 따라, 효소들의 변성이 일어난다. 그 결과, 이리도이드 배당체는 곤충 초식자들에게 독성을 나타낼 수 있다.²⁾

이리도이드의 인체 생리 활성

이리도이드는 항염, 면역 조절, 항암, 항균 및 항진균, 항산화, 심혈관계 보호, 간 보호, 신경 보호, 진경, 담즙분비 촉진, 혈당 감소, 지질 감소, 배변 촉진 등 사람의 건강과 연관된 잠정적인 생물학적 활성을 나타낸다는 연구 결과들이 보고되었으나, 아직 검증되지는 않았다.¹⁾²⁾³⁾

참고문헌

1. Viljoen A, Mncwangi N, Vermaak I (2012) Anti-inflammatory iridoids of botanical origin. Curr Med Chem 19: 2104-2127
2. Leisner CP, Kamileen MO, Conway ME 등 (2017) Differential iridoid production as revealed by a diversity panel of 84 cultivated and wild blueberry species. PLoS One 12: e0179417
3. Hussain H, Green IR, Saleem M 등 (2019) Therapeutic Potential of Iridoid Derivatives: Patent Review. Inventions 4: 29
4. Ludwiczuk A, Skalicka-Woźniak K, Georgiev MI (2017) Terpenoids. Pharmacognosy 233–266

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