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도라지는 동아시아 지역에서 자생 또는 재배되는 식물로 뿌리 및 플라티코사이드 (도라지 사포닌) 추출물은 폐병, 호흡기 질환에 대한 식품 영양제와 식품 건강 보조제로 이용되고 있다. 지금까지 글리코실화된 사포닌을 더 높은 생물학적 활성을 가지는 탈글리코실화된 사포닌으로 전환시키기 위해 다양한 효소가 사용되었다. 본 연구에서는 디티오글로무스 툴기둠 유래 베타-글루코시데이즈를 이용하여 플라티코사이드에서 3번 탄소의 글루코오스를 특이적으로 가수 분해하였다. 위 효소는 도라지 뿌리 추출물에 있는 플라티코사이드 이 (3번 탄소에 3개의 글루코오스 잔기를 갖는 플라티코사이드), 플라티코딘 디3 (2개의 글루코오스), 플라티코딘 디 (1개의 글루코오스)를 디글루코실 플라티코딘 디 (글루코오스 없음)로 전환 시켰으며 이 물질은 ...

도라지는 동아시아 지역에서 자생 또는 재배되는 식물로 뿌리 및 플라티코사이드 (도라지 사포닌) 추출물은 폐병, 호흡기 질환에 대한 식품 영양제와 식품 건강 보조제로 이용되고 있다. 지금까지 글리코실화된 사포닌을 더 높은 생물학적 활성을 가지는 탈글리코실화된 사포닌으로 전환시키기 위해 다양한 효소가 사용되었다. 본 연구에서는 디티오글로무스 툴기둠 유래 베타-글루코시데이즈를 이용하여 플라티코사이드에서 3번 탄소의 글루코오스를 특이적으로 가수 분해하였다. 위 효소는 도라지 뿌리 추출물에 있는 플라티코사이드 이 (3번 탄소에 3개의 글루코오스 잔기를 갖는 플라티코사이드), 플라티코딘 디3 (2개의 글루코오스), 플라티코딘 디 (1개의 글루코오스)를 디글루코실 플라티코딘 디 (글루코오스 없음)로 전환 시켰으며 이 물질은 핵 자기 공명에 의해 최초로 확인되었다. 그리고 위 효소에 의해 도라지 뿌리 추출물에 포함된 다른 플라티코사이드들이 탈글리코실화되는 것을 확인하였으며 액체 크로마토그래피 질량 분광법을 통해 물질의 구조를 제안하였다.
디티오글로무스 툴기둠 유래 베타-글루코시데이즈에 의해 전환된 물질들 중 주요 물질인 디클루코실 플라티코딘 디의 지방산화효소 저해 활성 (항염증 활성)은 플라티코사이드 이, 플라티코딘 디3, 플라티코딘 디보다 높았으며 항염증 물질인 바이칼레인보다 높은 것을 확인하였다.
따라서 본 연구는 디글루코실 플라티코딘 디를 정량적으로 생산하고 기능성을 확인한 최초의 보고이며 생물 전환 과정을 통해 항염증 활성이 증가한 것을 바탕으로 보다 개선된 기능성 식품 보조제로 사용될 수 있을 것이다. 그리고 새로운 도라지 사포닌으로 전환시킴으로써 아직 많은 연구가 진행되지 않은 도라지 사포닌의 생물 전환 분야에 크게 기여할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The root of Platycodon grandiflorum, Platycodi radix, contains glycosylated saponins (platycosides) and has been used in traditional oriental medicine. Deglycosylated saponins, which exhibit higher biological activity than glycosylated saponins, have been converted from glycosylated saponins by enzy...

The root of Platycodon grandiflorum, Platycodi radix, contains glycosylated saponins (platycosides) and has been used in traditional oriental medicine. Deglycosylated saponins, which exhibit higher biological activity than glycosylated saponins, have been converted from glycosylated saponins by enzymes. In this study, β-glucosidase from the hyperthermophile bacterium Dictyoglomus turgidum, which specifically hydrolyzes the glucoses at C-3 in platycosides, completely converted 0.65 mM platycoside E (PE), 0.03 mM platycodin D3 (PD3), and 0.22 mM platycodin D (PD) in Platycodi radix extract into 0.9 mM deglucosylated platycodin D (deglu PD), which was first identified by nuclear magnetic resonance via the hydrolytic pathway of PE (platycoside with three glucose residues) → PD3 (two glucose) → PD (one glucose) → deglu PD (no glucose). The lipoxygenase inhibitory activity (anti-inflammatory activity) of deglu was higher than that of PE, PD3, PD, and baicalein, an anti-inflammatory agent. This is the first study on quantitative enzymatic production of deglu PD.

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