충치원인균인 Streptococcus mutans에 대한 페놀성 화합물(14종)의 항미생물활성은 hydroxybenzoic acid group에서는 syringic acid를 제외한 모든 화합물이 5와 10 mg/disc 함유량에서 $8.5{\sim}18mm$까지의 생육저해환을 나타내었다. 기타 phenolics 화합물에서는 catechol과 L-ascorbic acid가 저해능을 나타냈는데, 특히 catechol은 10 mg/disc 함유량은 $18.5{\sim}19.5mm$로 강한 항미생물활성을 나타냈다. Phenolic compounds의 최소저해농도는 S. mutans, M1 및 M2 균 모두에서 2,000 ppm의 농도에서 MIC 값을 나타내어 큰 차이를 보이지 않았으며, catechol만 1,000 ppm의 농도에서 높은 MIC 값을 나타내었다. 충치 관련 미생물인 S. mutans에 대해 항미생물활성이 인정된 7종의 페놀성 화합물을 대상으로 S. mutans가 생산하는 glucosyltransferase(GTase)의 활성저해능은 benzoic acid와 p-hydroxybenzoic acid 처리구에서는 100과 500 ppm 농도에서 약하게나마 GTase활성을 저해하는 경향을 나타냈으며, gallic acid 처리구는 10 ppm부터 활성을 나타내기 시작해서 100 ppm과 500 ppm에서 약 50%의 저해 활성을 나타냈다. 한편 catechol 처리구에서는 10 ppm에서 58.7%의 저해활성을 나타내었고, 50 ppm에서 60.7%, 100 ppm에서 88.4%, 그리고 500 ppm에서 89.6%의 높은 활성을 나타내어 catechol의 S. mutans에 대한 생육저해능 측정에서 높은 항미생물활성을 나타낸 결과와 동일한 경향을 나타냈다.
충치원인균인 Streptococcus mutans에 대한 페놀성 화합물(14종)의 항미생물활성은 hydroxybenzoic acid group에서는 syringic acid를 제외한 모든 화합물이 5와 10 mg/disc 함유량에서 $8.5{\sim}18mm$까지의 생육저해환을 나타내었다. 기타 phenolics 화합물에서는 catechol과 L-ascorbic acid가 저해능을 나타냈는데, 특히 catechol은 10 mg/disc 함유량은 $18.5{\sim}19.5mm$로 강한 항미생물활성을 나타냈다. Phenolic compounds의 최소저해농도는 S. mutans, M1 및 M2 균 모두에서 2,000 ppm의 농도에서 MIC 값을 나타내어 큰 차이를 보이지 않았으며, catechol만 1,000 ppm의 농도에서 높은 MIC 값을 나타내었다. 충치 관련 미생물인 S. mutans에 대해 항미생물활성이 인정된 7종의 페놀성 화합물을 대상으로 S. mutans가 생산하는 glucosyltransferase(GTase)의 활성저해능은 benzoic acid와 p-hydroxybenzoic acid 처리구에서는 100과 500 ppm 농도에서 약하게나마 GTase활성을 저해하는 경향을 나타냈으며, gallic acid 처리구는 10 ppm부터 활성을 나타내기 시작해서 100 ppm과 500 ppm에서 약 50%의 저해 활성을 나타냈다. 한편 catechol 처리구에서는 10 ppm에서 58.7%의 저해활성을 나타내었고, 50 ppm에서 60.7%, 100 ppm에서 88.4%, 그리고 500 ppm에서 89.6%의 높은 활성을 나타내어 catechol의 S. mutans에 대한 생육저해능 측정에서 높은 항미생물활성을 나타낸 결과와 동일한 경향을 나타냈다.
Fourteen phenolic compounds(benzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, protocatechuic acid, vanillic acid, syringic acid, gallic acid, caffeic acid, ferulic acid, (+)-catechin, quercetin, rutin, catechol, chlorogenic acid and L-ascorbic acid) were examined for their effects on the anticarigenic activity. ...
Fourteen phenolic compounds(benzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, protocatechuic acid, vanillic acid, syringic acid, gallic acid, caffeic acid, ferulic acid, (+)-catechin, quercetin, rutin, catechol, chlorogenic acid and L-ascorbic acid) were examined for their effects on the anticarigenic activity. Among tested samples, catechol was significantly inhibited the S. mutans, exhibiting an clear zone 18.5-19.5mm by 10 mg/disc level. The minimal inhibition concentration(MIC) of the phenolic compounds for Streptococcus mutans, M1 and M2 strain were determined as 2,000 ppm, whereas catechol was 1,000 ppm. The activity of glucosyltransferase(GTase) was significantly inhibited by catechol, at 10 ppm(58.7%), 50 ppm(60.7%) and 100 ppm(88.4%) and 500 ppm(89.6%), respectively. Among them, catechol showed most significant anticariogenic activity as well as inhibition of GTase activity.
Fourteen phenolic compounds(benzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, protocatechuic acid, vanillic acid, syringic acid, gallic acid, caffeic acid, ferulic acid, (+)-catechin, quercetin, rutin, catechol, chlorogenic acid and L-ascorbic acid) were examined for their effects on the anticarigenic activity. Among tested samples, catechol was significantly inhibited the S. mutans, exhibiting an clear zone 18.5-19.5mm by 10 mg/disc level. The minimal inhibition concentration(MIC) of the phenolic compounds for Streptococcus mutans, M1 and M2 strain were determined as 2,000 ppm, whereas catechol was 1,000 ppm. The activity of glucosyltransferase(GTase) was significantly inhibited by catechol, at 10 ppm(58.7%), 50 ppm(60.7%) and 100 ppm(88.4%) and 500 ppm(89.6%), respectively. Among them, catechol showed most significant anticariogenic activity as well as inhibition of GTase activity.
화합물의 항미생물 검색은 한천 배지 확산법(disk plate method)으로 측정하였다. 즉, 메탄올에 용해된 화합물을 1, 5, 10 mg/disc 상당량을 멸균된 filter paper discCToyo, 8 mm, Japan)에 흡수시킨 후, 용매를 완전히 휘발시키고 시험용 평판 배지 위에 놓아 밀착시키고, 0.85% 멸균 식염수로 시료를 배지 위에 확산시키고, 37P의 배양기에서 24시간 배양한 다음 disc 주변의 저해환의 직경 (mm)을측정하였다.
최소저해농도의 측정은 액체배지 희석법 (broth dilution method)으로 화합물의 고형물 함량이 200, 500, 1000 및 2000 ppm 농도 구간으로 조절한 액체배지를 준비하여 균 현 탁액을 각각 0.05 mL씩 접종하고 660 nm에서 흡광도를 측정 하였고(A), 그 후 24시간 동안 37P에서 진탕배양시킨 후 다시 흡광도(B)를 측정하였다. 이렇게 측정된 흡광도의 차이(B-A)를 조사하여 균 증식이 나타나지 않은 농도로 결정하였다.
05 mL씩 접종하고 660 nm에서 흡광도를 측정 하였고(A), 그 후 24시간 동안 37P에서 진탕배양시킨 후 다시 흡광도(B)를 측정하였다. 이렇게 측정된 흡광도의 차이(B-A)를 조사하여 균 증식이 나타나지 않은 농도로 결정하였다.
GTase의 활성은 sucrose를 기질로 하여 생성된 불용성 glucan을 분광광도법으로 측정하였다. 즉 시험관에 기질용액 (sucrose 12.
GTase의 활성은 sucrose를 기질로 하여 생성된 불용성 glucan을 분광광도법으로 측정하였다. 즉 시험관에 기질용액 (sucrose 12.5 g, sodium azide 0.25 g을 1 L의 10 mM sodium phosphate buffer(pH 6.8)에 용해시켜 12TC에서 15 분간 멸균) 0.8 mL, 조효소액 0.04 mL, 농도별 시료 0.02 mL, 멸균수 0.14 mL을 첨가하여 최종 부피를 1 mL가 되도록 조정하였다. 시험관을 30°기울인 상태로 효소액을 37P에서 24시간 동안 반응시키고, vortex하여 glucan을 분산시킨 다음 550 nm에서 흡광도를 측정(HP 8452, Hewlett Parkard, USA)하였다.
시험관을 30°기울인 상태로 효소액을 37P에서 24시간 동안 반응시키고, vortex하여 glucan을 분산시킨 다음 550 nm에서 흡광도를 측정(HP 8452, Hewlett Parkard, USA)하였다. 대조구의 경우 시료 대신에 멸균수를 첨가하였고, 흡광도를 측정하여 다음 식에 따라 저해율을 구하였다.
대상 데이터
실험에 사용된 phenol성 화합물은 phenolic acids, flavonoids, 기타 phenol성 화합물 및 기타 환원력이 있는 물질 을 사용하였다. Phenolic acids로 hydroxybenzoic acids와 hydroxycinnamic acids를 사용하였는데, hydroxybenzoic acids로는 benzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, protocatechuic acid, vanillic acid, syringic acid, gallic acid 였으며, hydroxycinnamic acid로는 caffeic acid, ferulic acid 를 사용흐]였다.
본 실험에 사용한 균주는 충치관련 균주로 Streptococcus mutans ATCC 25175와 구강에서 취한 균 Ml과 M2 등의 3가 지 균주를 brain heart infusion(BHI) broth에 접종하여 37°C 에서 3회 계대배양하여 사용하였다. 각 phenol성 화합물을 sigma사 제품, BHI 배지는 Difco Co.
본 실험에 사용한 균주는 충치관련 균주로 Streptococcus mutans ATCC 25175와 구강에서 취한 균 Ml과 M2 등의 3가 지 균주를 brain heart infusion(BHI) broth에 접종하여 37°C 에서 3회 계대배양하여 사용하였다. 각 phenol성 화합물을 sigma사 제품, BHI 배지는 Difco Co. (Detroit Michigan, USA) 제품을 사용하였다.
이론/모형
05%씩 접종하여 20 mL씩 petri dish에 부어 응고시켰 다. 화합물의 항미생물 검색은 한천 배지 확산법(disk plate method)으로 측정하였다. 즉, 메탄올에 용해된 화합물을 1, 5, 10 mg/disc 상당량을 멸균된 filter paper discCToyo, 8 mm, Japan)에 흡수시킨 후, 용매를 완전히 휘발시키고 시험용 평판 배지 위에 놓아 밀착시키고, 0.
GTase 효소원의 제조는 Namba 등11)의 방법에 따라 실시하 였다. 2 L의 BHI broth에 전배양한 균 100 mL을 접종하여 혐 기적 조건하에서 16시간 정치배양한 후 12, 000xg로 20분간 원심분리하에 상등액을 회수하였다.
성능/효과
mutansA 생산하는 ghicosyltransferase(GTase)의 활성저해능은 benzoic acid와 p-hydroxybenzoic acid 처리구에서는 100과 500 ppm 농도에서 약하게나마 GTase활성을 저해하는 경향을 나타냈으며, gallic acid 처리구는 10 ppm부터 횔성을 나타내기 시작해서 100 ppm과 500 ppm에서 약 50%의 저해 활성을 나타냈다. 한편 catechol 처리구에서는 10 ppm에서 58.7%의 저해활성을 나타내었고, 50 ppm에서 60.7%, 100 ppm에서 88.4%, 그리고 500 ppm에서 89.6%의 높은 활성을 나타내어 catechol의 S. mutans에 대한 생육저해능 측정에서 높은 항미생물활성을 나타낸 결과와 동일한 경향을 나타냈다.
본 연구에서는 페놀성 화합물의 hydroxycinnamic acid group 보다는 hydroxybenzoic acid group이 항미생물활성이 상대적으로 높게 나타났다. 이러한 경향은 페놀성 화합물이 갖고 있는 치환기의 차이에 따른 활성의 차이라고 생각되며, catechol의 다양한 항미생물활성에 대한 새로운 접근이 필요하다고 생각되었다.
충치관련 미생물에 대한 페놀성 화합물의 항미생물활성을 검색한 결과 실험에 사용된 페놀성 화합물 중 항미생물활성이 우수한 7가지 페놀성 화합물에 대해 최소저해농도를 조사하기 위해 화합물을 200, 500, 1,000 그리고 2,000 ppm 농도별로 측정한 결과는 [Table 2]와 같다. 페놀성 화합물의 최소저해농 도는 S. mutans, Ml 및 M2 균 모두에서 2,000 ppm의 농도에서 MIC 값을 나타내어 큰 차이를 보이지 않았으나, catechol은 1,000 ppm의 농도에서 높은 MIC를 나타내었다. 이는 Taiyo보고서 등20) 많은 학자들에 의해 식물추출물 중 항균성 물질에 대한 검색과 동정에 관한 연구가 행해져 왔으며 그들 대부분의 화합물이 풀리페놀 계통의 물질들로 Klaus 등21)에 의해 확인되었 는데 이들 결과와 비슷한 경향을 나타냈다.
충치 관련 미생물인 S mutansofl 대해 항미생물활성이 인 정된 7종의 페놀성 화합물을 대상으로 S mutans7\ 생산하는 glucosyltransferase의 활성저해능을 검정한 결과는 [Table 3] 과 같다. Benzoic &cid와 p-hydroxybenzoic acid 처리구에서는 100과 500 ppm 농도에서 약하게나마 GTase활성을 저해하는 경향을 나타냈으며, gallic acid 처리구는 10 ppm부터 활성 을 나타내기 시작해서 100 ppm과 500 ppm에서 약 50%의 저 해활성을 나타냈다. 한편 catechol 처리구에서는 10 ppm에서 58.
Benzoic &cid와 p-hydroxybenzoic acid 처리구에서는 100과 500 ppm 농도에서 약하게나마 GTase활성을 저해하는 경향을 나타냈으며, gallic acid 처리구는 10 ppm부터 활성 을 나타내기 시작해서 100 ppm과 500 ppm에서 약 50%의 저 해활성을 나타냈다. 한편 catechol 처리구에서는 10 ppm에서 58.7%의 저해활성을 나타내었고, 50 ppm에서 60.7%, 100 ppm에서 88.4%, 그리고 500 ppm에서 89.6%의 높은 활성을 나타내어 catechol의 S. muians에 대한 저해능 측정에서 높은 항미생물활성을 나타낸 결과와 동일한 경향을 나타냈다. 그러 나 protocatechuic acid, vanillic acid 그리고 L-ascorbic acid 등은 100 ppm~500 ppm 처리수준에서 GTase활성에 대 한 저해활성을 나타내지 않았다.
5 mm로 강한 항미생물활성을 나타냈다. Phenolic compounds의 최소저해농도는 S. mutans, Ml 및 M2 균 모두에서 2,000 ppm의 농도에서 MIC 값을 나타내어 큰 차이를 보이지 않았으며, catechol만 1,000 ppm의 농도에서 높은 MIC 값을 나타내었다. 충치 관련 미생물인 S.
mutans, Ml 및 M2 균 모두에서 2,000 ppm의 농도에서 MIC 값을 나타내어 큰 차이를 보이지 않았으며, catechol만 1,000 ppm의 농도에서 높은 MIC 값을 나타내었다. 충치 관련 미생물인 S. mutans에 대해 항미 생물활성이 인정된 7종의 페놀성 화합물을 대상으로 S. mutansA 생산하는 ghicosyltransferase(GTase)의 활성저해능은 benzoic acid와 p-hydroxybenzoic acid 처리구에서는 100과 500 ppm 농도에서 약하게나마 GTase활성을 저해하는 경향을 나타냈으며, gallic acid 처리구는 10 ppm부터 횔성을 나타내기 시작해서 100 ppm과 500 ppm에서 약 50%의 저해 활성을 나타냈다. 한편 catechol 처리구에서는 10 ppm에서 58.
후속연구
현재까지 알려진 GTase 저해제로서는 ribocitin, acarbose 등과 nojirimycin 유도체인 1-desoxynojirimycin과 N- methylsoxynojirimycin등이 알려지고 있다. 본 연구에서 항미생물활성 및 GTase저해활성이 뚜렷한 catechol은 향후 제과, 음료, 기타식품첨가제로서 충치예방 제품개발의 중요한 재료가 될 수 있을 것으로 판단되었다.
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