Biodegradability and Metabolizability of Vinyl-Backbone Polymers = 바이닐 주쇄 고분자의 생분해와 대사 분석

국문 초록 (Abstract)

바이닐 주쇄 고분자는 생의학 분야에서 널리 사용되지만, 화학적 산화제, 쥐 간 마이크로좀 및 인간 간세포 내에서의 생분해성 및 대사 가능성은 거의 연구되지 않았습니다. 본 연구에서는 GPC(겔 투과 크로마토그래피), ATR-FTIR(감쇠 전반사-적외선 분광법), GC-MS(기체 크로마토그래피-질량 분석기), 13C 표지 고분자를 이용한 LC/MS/MS 대사체 분석을 통해 다양한 바이닐 주쇄 고분자의 분해 및 대사 경로를 조사했습니다. 생물학적 분해에서는 인접한 산소(O) 또는 질소(N) 원자를 가진 비닐 골격 고분자만이 지방산 대사와 유사하게 두 개의 탄소 단위 분자인 아세트산 또는 코엔자임 A로 분해·대사되었으며, 대부분의 바이닐 고분자는 화학적 분해에서 일정 수준의 분해성을 보였습니다. 13C 표지 고분자의 대사 프로파일링 결과, 인접한 O 또는 N 원자를 가진 비닐 골격 고분자는 분해된 후 연료 분자나 다른 대사물의 생합성을 위한 구성 단위로 활용될 수 있음이 확인되었습니다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Vinyl-backbone polymers are commonly used in biomedical applications, but the biodegradability and metabolizability of vinyl backbones have been rarely investigated. I examine the degradation and metabolism of various vinyl-backbone polymers in presence of chemical oxidants, in rat liver microsomes and in human liver cells by using GPC, ATR-FTIR, GC-MS, and LC/MS/MS metabolomic analyses with 13C-labeled polymers. In biological degradation, only vinyl-backbone polymers with neighboring O or N atoms can be degraded and metabolized into two-carbon-unit molecules, acetic acid or coenzyme A, similar to the fatty acid metabolism while most vinyl polymers investigated show a certain degree of degradability in chemical degradation. Metabolic profiling of 13C-labeled polymers reveals that vinyl-backbone polymers with neighboring O or N atoms can be degraded and utilized as fuel molecules or building blocks for the biosynthesis of other metabolites.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 2. Materials and Methods 4
• 3. Results and Discussion 14
• 4. Conclusion 54
• NMR Spectra 55
• References 58
• Abstract in Korean 66
• 감사의 글 67