[논문]효모를 이용한 selenium peptide 생산 및 특성 연구

김은기; 김영옥; 이정옥; 이백석

효모를 이용한 selenium peptide 생산 및 특성 연구
Production and Characterization of Selenium Peptide from Saccharomyces Cerevisiae 원문보기

大韓化粧品學會誌 = Journal of the society of cosmetic scientists of Korea, v.30 no.1, 2004년, pp.73 - 77

김은기 (인하대학교 공과대학 생명화학공학부 생물공학과) , 김영옥 (인하대학교 의과대학 미생물학교) , 이정옥 (인하대학교 공과대학 생명화학공학부 생물공학) , 이백석 (캘리포니아대학 생물공학과)

초록
AI-Helper

셀레늄을 함유하는 펩타이드(셀레늄 펩타이드)는 셀레늄을 함유하는 배지에서 효모를 배양함으로써 생산 하였다. 효모 단백질의 GPC 분석을 통해서 다양한 크기의 단백질 내 셀레늄 분포를 조사한 결과 셀레늄이 효모 내 단백질에 균일하게 분포하는 것을 확인하였다. 단백질당 셀레늄 양은 배지에 첨가한 셀레늄 양이 증가함에 따라 증가하였고 펩타이드 내의 셀레늄 함량이 높아질수측 항산화 효과 (glutathione peroxidase 유사 활성)가 증가하였다. 단백질 가수분해효소 XIV를 이용하여 여러 분자량의 펩타이드를 생산하였으며 평균 분자량을 GPC로 분석하였다 셀레늄 펩타이드의 glutathione peroxidase (GPx) 활성은 펩타이드의 분자량이 감소할수록 증가하였다. Sodium selenate은 sodium selenite에 비해 효모의 성장 저해를 적게 받았고 단백질 내 셀레늄 함량이 sodium selenite보다 높았다. 이 결과는 효모 배양에 의한 셀레늄 펩타이드의 생산의 가능성과 이를 이용한 항산화 제로서의 응용가능성을 보여주었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Selenium containing peptide was produced by culturing yeast with selenium, Selenium was broadly incorporated in the various size of proteins based on the GPC analysis of the total yeast protein. The ratio of selenium to protein increased with the concentration of added selenium in the culture medium. Antioxidant activity (glutathione peroxidase-like activity) was proportional to the concentration of selenium concentration in the peptide. Different size of proteins were obtained by hydrolyzing the total yeast protein by protease XIV. Average molecular weight of selenium peptide was analyzed by GPC. Glutathione peroxidase (GPx) activity of the selenium peptide increased as the size of peptide decreased. Sodium selenite had strong inhibition on the yeast growth than sodium selenate. The ratio of selenium to protein was higher with sodium selenate than with sodium selenite. These results showed the potentials of selenium peptide production by yeast cultivation.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

높아졌다. Sodium selenate는 sodium selenite에 비하여 효모에 독성이 적고 유기 셀레늄으로의 전환율이 커서 셀레늄 펩타이드의 생산을 위한 무기 셀레늄 원료로 적합하였다';
22 um filter로 여과한 후 FPLC (fast performance liquid chromatography) (AKTA explore 10, Amershame Pharmasia, SwedenX 위해 HiLoad 16/60 superdex 200 prep grade column을 이용하여 효모추출물을 분리하였다. Tris-HCl 30 mM, pH 7을 1.5 mL/min의 속도로 흘려주었으며 UV detector를 이용하여 280 nm에서 단백질을 검출하였고 fraction을 받은 후 selenium 농도를 측정하였다.
셀레늄 단백질을 가수분해하였다. 단백질 분해효소로는 Protease XIV를 사용하였고 protease/substrate 비율은 1/50로 25℃ 에서 반응시킨 후 Gel permeation chromatography (Ultrahydrogel 250, WatersX 이용하여 아래 수식으로 펩타이드의 평균 분자량을 계산했으며 분자량 표준곡선은 PEG (polyethyleneglycoi)를 사용하여 측정하였다.
따라서 본 연구에서는 셀레늄 효모로부터 셀레늄 단백질을 분리하고, 단백질의 셀레늄 함량에 따른 항산화 활성을 측정하였다. 또한 단백질 가수분해효소를 이용하여 셀레늄 펩타이드를 제조하고 펩타이드의 길이에 따른 항산화 활성을 관찰하였다.
또한 각 셀레늄 원료를 사용했을 경우 유기 셀레늄으로 전환된 비율을 알아보기 위하여 세포 건조중량 당 셀레늄 농도를 측정하였고, 세포로부터 단백질을 분리하여 셀레늄 농도를 분석하였다. 단백질 정량은 Lowry meth- od를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다.
측정하였다. 또한 단백질 가수분해효소를 이용하여 셀레늄 펩타이드를 제조하고 펩타이드의 길이에 따른 항산화 활성을 관찰하였다.
셀레늄 펩타이드를 제조하기 위하여 protease XIV를 처리하여 셀레늄 단백질을 가수분해하였다. 단백질 분해효소로는 Protease XIV를 사용하였고 protease/substrate 비율은 1/50로 25℃ 에서 반응시킨 후 Gel permeation chromatography (Ultrahydrogel 250, WatersX 이용하여 아래 수식으로 펩타이드의 평균 분자량을 계산했으며 분자량 표준곡선은 PEG (polyethyleneglycoi)를 사용하여 측정하였다.
측정 가능 범위까지 희석한 후 graphite furnace atomic absorption spectrophotometer (AAS 5EA, Analytical Jena, Germany)를 이용하여 셀레늄의 양을 측정하였다.
효모 세포의 셀레늄 함량을 측정하기 위하여 원심분리하여 얻어진 pellet을 건조시킨 후 건조 중량을 측정하고, 60% HNOs를 이용하여 12시간 동안 45℃ 에서 가수분해하였다. 측정 가능 범위까지 희석한 후 graphite furnace atomic absorption spectrophotometer (AAS 5EA, Analytical Jena, Germany)를 이용하여 셀레늄의 양을 측정하였다.

대상 데이터

Sodium selenite, sodium selenate, seleno-DL-methio- nine, reduced-glutathion, glutathione peroxidase, glutathione reductase, NADPH, sodiumazide, Foline reagent, bovine serum albumin, selenium standard solution for AAS, Protease XIV, hydrogen peroxide 등 시 약들은 Sigma (St. Louis, MO)사에서 구입하여 사용하였다.
단백질 정량은 Lowry meth- od를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 단백질표준 물질은 bovine serum albumin를 사용하였다.
효모 균주로는 Bakers yeast를 사용하였고 YM 배지에 sodium selenite 또는 sodium selenate# 첨가한 후 250 rpm, 30℃에서 24시간 진탕배양하였다.

이론/모형

Glutathione peroxidase 활성은 Paglia와 Lawrence[12] 의 방법에 따라 측정하였다. 50 mM potassium phosphate 완충용액(pH 7)에 1 mM EDTA, 1 mM NaN% 0.

성능/효과

따라서 셀레늄 단백질을 가수분해하여 작은 크기의 펩타이드로 전환하는 것이 필요하다. Protease/substrate 비율을 1/50으로 수행하였고 GPx 활성 측정 결과 평균 분자량이 작을수록 GPx 활성이 높아졌다 (Figure 4). 단백질이 가수분해 되어 selenium을 포함하는 아미노산이 외부로 노출되어 반응 참여 확률이 높아지는 것으로 사료된다.
초7 농도가 높을수록 증가하였다. 각각 1, 10, 30, 50 ppm의 sodium selenite가 첨가된 배지에서 배양한 효모를 회수하여 세포 내 단백질을 분석한 결과 각각 0.067, 0.359, 0.936, 1.302 g selenium/mg protein의 셀레늄 단백질을 얻었다(Figure 2). 배지의 셀레늄 농도가 높을수록 세포 내로의 흡수가 증가하고 단백질 합성 시 참여 빈도가 높아지는 것으로 사료된다.
각각의 셀레늄 단백질의 GPx 활성을 측정한 결과 GPx 활성은 셀레늄 함량이 높은 단백질일수록 증가하였다 (Figure 3). 이는 GPx의 활성자리에 있는 selenium이 ROOH를 환원시키기 때문이다[6].
Sodium selenite가 첨가된 배지에서 자란 효모의 경우, 세포 내로 셀레늄을 흡수하는 능력은 크지만 단백질로 전환은 적은 것은 이 경우 대부분의 셀레늄이 유기 형태로 전환되지 못하고 세포벽에 흡착되어 있는 형태로 존재한다는[13] 보고와 일치한다. 따라서 세포 독성이 적고 유기 셀레늄으로 의전환율이 큰 sodium selenate7}* 셀레늄 펩타이드 생산에 적합한 것으로 판단된다.
효모의 셀레늄 단백질은 GPx와 같은 항산화 활성을 갖고 있었고 단백질의 셀레늄 함량이 높을수록 GPx 활성이 높아졌고, 셀레늄 펩타이드의 길이가 짧을수록 GPx 활성이 높아졌다. Sodium selenate는 sodium selenite에 비하여 효모에 독성이 적고 유기 셀레늄으로의 전환율이 커서 셀레늄 펩타이드의 생산을 위한 무기 셀레늄 원료로 적합하였다'

후속연구

따라서 셀레늄이 다량 포함된 효모 단백질은 항산화 효과로 인해 화장품에 적용할 경우 광노화를 억제할 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 화장품 원료로 적용할 때고 분자인 셀레늄 단백질의 경우 피부 침투율이 떨어지는 문제가 있다.
또한 셀레노아미노산을 단독으로 사용할 경우 독성이 있기 때문에 분자량이 작고 안전한 셀레늄 펩타이드의 개발이 필요하다. 항산화제의 생산은 현재로서는 천연물로부터의 추출물에 의존하고 있으나 미생물로부터 값싼 원료를 이용하여 대량 생산한다면, 가격이 저렴하여 많은 용도로 개발이 가능할 것으로 기대된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증