Aspergillus flavus에 대한 나프토퀴논의 항진균 및 아플라톡신 생성 억제 및 아플라톡신 생성 억제 메카니즘 Inhibitory effect of naphthoquinones on Aspergillus flavus growth and aflatoxin production원문보기
전세계적으로 다양한 식품과 사료에서 널리 오염되는 가장 강력한 천연 발암 물질인 아플라톡신은 인간과 동물 모두에게 간독성 및 간암을 일으켜 피해를 입히고 있다. 아플라톡신 저감화 방안은 식품 안전 문제에 중요하며 제어 방법은 지속적으로 개발 및 개선되고 있다. 이 연구에서는 6 개의 1,4- naphthoquinone (1,4-NQ)이 ...
전세계적으로 다양한 식품과 사료에서 널리 오염되는 가장 강력한 천연 발암 물질인 아플라톡신은 인간과 동물 모두에게 간독성 및 간암을 일으켜 피해를 입히고 있다. 아플라톡신 저감화 방안은 식품 안전 문제에 중요하며 제어 방법은 지속적으로 개발 및 개선되고 있다. 이 연구에서는 6 개의 1,4- naphthoquinone (1,4-NQ)이 Aspergillus flavus ATCC 22546의 성장 저해 효과를 측정하고, 유사한 구조를 가진 물질들이 유사한 수준의 곰팡이 생장 저해 효과를 생성하는지 여부와 2차대사산물 인 아플라톡신 생성 저해 활동이 다음과 관련이 있는지 확인했다. Aspergillus flavus ATCC 22546에서 1,4-NQ 중 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ (plumbagin)가 25ppm 처리구에서 강력한 항진균 효과와 함께 아플라톡신을 전혀 생성하지 못하는 강력한 억제 효과를 나타냈다. 2-methyl-1,4-NQ의 경우 50ppm 처리하였을 때, 항진균 효과가 관찰 되었으나 2-methyl-1,4-NQ 처리 농도가 증가하면 아플라톡신 생성이 증가 하였다. 1,4-NQ가 아플라톡신 생성 저해 효과에 대한 작용기작은 RT-PCR을 이용하여 아플라톡신 생합성에 관여된 유전자의 발현을 통해 규명하였다. 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ가 아플라톡신 생산에 미치는 억제 효과는 주로 아플라톡신 생합성 경로의 초기 단계에 관여하는 polyketide synthase에 관련된 유전자인 aflC의 발현을 억제하는 것과 관련이 있다. 또한 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ는 곰팡이 막 성분에서 매우 중요한 ergosterol 합성에 관련한 유전자인 erg28 발현을 억제하여 곰팡이 성장 저해와 연관이 있다. 위의 결과들을 종합하여, 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ의 향후 아플라톡신 억제제 사용 될 수 있는 가능성을 강하게 나타내었고, 이을 위해 억제제로서의 효율성 및 안정성 등의 연구가 필요할 것으로 보인다.
전세계적으로 다양한 식품과 사료에서 널리 오염되는 가장 강력한 천연 발암 물질인 아플라톡신은 인간과 동물 모두에게 간독성 및 간암을 일으켜 피해를 입히고 있다. 아플라톡신 저감화 방안은 식품 안전 문제에 중요하며 제어 방법은 지속적으로 개발 및 개선되고 있다. 이 연구에서는 6 개의 1,4- naphthoquinone (1,4-NQ)이 Aspergillus flavus ATCC 22546의 성장 저해 효과를 측정하고, 유사한 구조를 가진 물질들이 유사한 수준의 곰팡이 생장 저해 효과를 생성하는지 여부와 2차대사산물 인 아플라톡신 생성 저해 활동이 다음과 관련이 있는지 확인했다. Aspergillus flavus ATCC 22546에서 1,4-NQ 중 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ (plumbagin)가 25ppm 처리구에서 강력한 항진균 효과와 함께 아플라톡신을 전혀 생성하지 못하는 강력한 억제 효과를 나타냈다. 2-methyl-1,4-NQ의 경우 50ppm 처리하였을 때, 항진균 효과가 관찰 되었으나 2-methyl-1,4-NQ 처리 농도가 증가하면 아플라톡신 생성이 증가 하였다. 1,4-NQ가 아플라톡신 생성 저해 효과에 대한 작용기작은 RT-PCR을 이용하여 아플라톡신 생합성에 관여된 유전자의 발현을 통해 규명하였다. 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ가 아플라톡신 생산에 미치는 억제 효과는 주로 아플라톡신 생합성 경로의 초기 단계에 관여하는 polyketide synthase에 관련된 유전자인 aflC의 발현을 억제하는 것과 관련이 있다. 또한 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ는 곰팡이 막 성분에서 매우 중요한 ergosterol 합성에 관련한 유전자인 erg28 발현을 억제하여 곰팡이 성장 저해와 연관이 있다. 위의 결과들을 종합하여, 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ의 향후 아플라톡신 억제제 사용 될 수 있는 가능성을 강하게 나타내었고, 이을 위해 억제제로서의 효율성 및 안정성 등의 연구가 필요할 것으로 보인다.
Aflatoxins, currently thought to be the strongest natural carcinogens widely found in a variety of foods and feedstuffs, cause significant health problems to humans and animals alike. Prevention strategies for aflatoxin contamination are important for food safety issues, and control methods are cont...
Aflatoxins, currently thought to be the strongest natural carcinogens widely found in a variety of foods and feedstuffs, cause significant health problems to humans and animals alike. Prevention strategies for aflatoxin contamination are important for food safety issues, and control methods are continuously being developed and improved. In this study, the antifungal effects of six 1,4-naphthoquinones (1,4-NQ) on Aspergillus flavus growth were measured and it was confirmed whether similar structural moieties produced similar level of antifungal effects and whether these antifungal activities would be related to the presence of aflatoxin-producing ability in Aspergillus spp. Among the treated 1,4-NQs, only 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ showed potent inhibitory effect on aflatoxin production with strong antifungal effects. Regarding 2-methyl-1,4-NQ, antifungal effects were observed, but aflatoxin production increased when the treated concentration of 2-methyl-1,4-NQ increased. The inhibitory effect of 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ on aflatoxin production was primarily resulted in inhibiting the expression of aflC, which is codes for the enzyme polyketide synthase involved in the early stages of the aflatoxin biosynthesis pathway. Furthermore, 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ inhibits erg28 expression, which codes for 14--demethylase, a precursor for ergosterol synthesis in fungal membrane components. For future practical uses of 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ in preventing aflatoxin contamination, it is essential to quantify its environmental toxicity using various aquatic and terrestrial organisms.
Aflatoxins, currently thought to be the strongest natural carcinogens widely found in a variety of foods and feedstuffs, cause significant health problems to humans and animals alike. Prevention strategies for aflatoxin contamination are important for food safety issues, and control methods are continuously being developed and improved. In this study, the antifungal effects of six 1,4-naphthoquinones (1,4-NQ) on Aspergillus flavus growth were measured and it was confirmed whether similar structural moieties produced similar level of antifungal effects and whether these antifungal activities would be related to the presence of aflatoxin-producing ability in Aspergillus spp. Among the treated 1,4-NQs, only 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ showed potent inhibitory effect on aflatoxin production with strong antifungal effects. Regarding 2-methyl-1,4-NQ, antifungal effects were observed, but aflatoxin production increased when the treated concentration of 2-methyl-1,4-NQ increased. The inhibitory effect of 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ on aflatoxin production was primarily resulted in inhibiting the expression of aflC, which is codes for the enzyme polyketide synthase involved in the early stages of the aflatoxin biosynthesis pathway. Furthermore, 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ inhibits erg28 expression, which codes for 14--demethylase, a precursor for ergosterol synthesis in fungal membrane components. For future practical uses of 5-hydroxy-2-methyl-1,4-NQ in preventing aflatoxin contamination, it is essential to quantify its environmental toxicity using various aquatic and terrestrial organisms.
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