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문제 정의
- 선구 연구로부터 저자들은 37가지 제주 자생 식물 추 출물의 항산화 및 세포 보호작용에 대한 결과의 일부를 이미 보고하였으몌 10], 본 연구에서는 37가지 식물들을 대상으로 DPPH, chemiluminescence, photohemolysis 법을 이용하여 항산화 능력을 측정하였고, 미백 및 주름 생성 에 핵심적 역할을 하고 있는 tyrosinase 및 elastase의 활 성을 저해시키는 능력도 측정하여 피부노화를 방지하는데 효과가 있는 기능성화장품소재를 개발하고자 하였다.
제안 방법
- 이러한 메커니즘을 이용하여 사람에게서 얻은 혈액을 원심분리를 통하여 적혈구를 분리하여 이에 광증 감세를 넣고, 광조사를 실시하여 적헐구의 용헐을 유도하 였고, 광조사가 끝난 후 암반응 시간에 따른 적혈구의 파 괴정도를 15 min 간격으로 700 nm에서 투광도(trans- mittance)로부터 구하였다. 37종의 세주자생 식물 추출물 을 농도별로 넣어 적혈구의 용혈에 대한 보호 능력을 측 정하였디, . 식물 추출물의 광용혈에 미치는 효과는 적혈구 의 50 %가 용헐되는 시간인 B)을 구하여 비교하였다 [15, 16].
- 생성된 활성산소종의 검출은 luminol과의 반응을 통한 화학발광을 측정함으로써 알 수 있다[12T4]. Luminol 은 질소 헤테로 고리 화합물로서 과산화수소와 반응하여 자청색의 형광빛을 띄는데 이때 방출되는 빛을 화학발 광기에서 검출하여 시료의 농도별 활성산소 소거 활성을 측정하였다. 활성산소 소거 활성의 크기는 화학발광의 세 기가 50 % 감소되는데 필요한 시료의 농도(reactive oxygen species scavenging activity concentration, OSCs, ug/mL)로서 표기하였다.
- 멜라닌 색소는 피부 및 모발의 색을 결정하는데 자외 선에 의해 과다하게 생성된 멜라닌은 피부에 기미, 주근 깨를 생성시킨디그 멜라닌은 L-tyrosine을 기질로 하여 tyrosinase가 핵심효소로 작용하여 생성 되 기 때문에 tyrosinase의 활성을 저해하는 능력은 피부 미백에 있어 내우 중요하다. 따라서 L-tyTosine과 tyrosinase를 37 ℃ 의 항온기에서 배양하여 멜라닌을 생성시켜, 각각의 식물 추출물에 대한 tyrosinase의 활성 저해 능력을 측정하였으며, 이는 tyrosinase의 활성을 50 % 감소시키는데 필요한 시료의 농도(inhibition concentration, IC50, ug/mL)로 표기하였디 117].
- 본 실험에 사용한 37가지 제주자생 식물추출물의 free radical 소거 활싱 (FSC&))은 Figure 1에서의 광대싸리 수 피 (Securinega siffruticosd) 추출물의 경우에서 알 수 있 듯이, 시료 농도에 따른 free radical 소거 활성 도표로부터 구하였다.
- 37종의 세주자생 식물 추출물 을 농도별로 넣어 적혈구의 용혈에 대한 보호 능력을 측 정하였디, . 식물 추출물의 광용혈에 미치는 효과는 적혈구 의 50 %가 용헐되는 시간인 B)을 구하여 비교하였다 [15, 16].
- 생성된 kb는 반응성이 매우 커 빠른 속도로 생체 성분들과 반응하여 과산화물 이나 free radical을 생성시켜 세포막, 단백질, DNA를 파 괴시킨다. 이러한 메커니즘을 이용하여 사람에게서 얻은 혈액을 원심분리를 통하여 적혈구를 분리하여 이에 광증 감세를 넣고, 광조사를 실시하여 적헐구의 용헐을 유도하 였고, 광조사가 끝난 후 암반응 시간에 따른 적혈구의 파 괴정도를 15 min 간격으로 700 nm에서 투광도(trans- mittance)로부터 구하였다. 37종의 세주자생 식물 추출물 을 농도별로 넣어 적혈구의 용혈에 대한 보호 능력을 측 정하였디, .
- 육안관찰시, 보라색을 나타내W DPPH 는 free radical 수거 활성이 뛰어난 항산화제와 반응 후 환원되어 노란색으로 변한다. 이를 UV-VIS spectropho- tometar를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하여 흡광 도의 변화로서 항산화제의 free radical 활성 정도를 측정하였다. 그 활성의 크기는 0.
- 제주도에서 자생하고 있는 37종의 식물 추출물에 대해 항산화 활성, 미백 및 주름 관련 효소의 활성에 대한 저 해 능력을 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 식물 추출물은 생명공학연구원 내 한국식물추출물은행에서 구입한 세주 자생 식물 추출물 37종으로(Table 1), 이 추출물들은 메탄올(99.9 % HPLC 용)로 추출 농축한 것이다. 시 약은 (+)-a-tocopherol (1,000 IU vitamin E/g), L-ascorbic acid, EDTA, luminol, heparin, 기질로 사용된 L-tyrosine, N-succinyl-(Ala)3epe nitroanilide, 효소로 사용된 tyrosinase (from Mushroom, 50, 000 units, 12.
- 9 % HPLC 용)로 추출 농축한 것이다. 시 약은 (+)-a-tocopherol (1,000 IU vitamin E/g), L-ascorbic acid, EDTA, luminol, heparin, 기질로 사용된 L-tyrosine, N-succinyl-(Ala)3epe nitroanilide, 효소로 사용된 tyrosinase (from Mushroom, 50, 000 units, 12.7 mg solid, 3, 960 units/mg solid), elastase (25 mg protein, 72 mL, 0.35 mg protein/mL,7.8 units/mg protein), 증감제로 사용된 rose-bengal, free radical 소거활성에 사용한 1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)는 Sigma Chemical Co. (USA)에서 구입하여 사용하였다. 기타 FeCls - H2O2는 Junsei Chemical Co.
- 따라서 elastase의 활성 지해 능력의 측정은 피 부의 탄력 및 주름과 관련된 노화의 억제에 대단히 중요 하다. 실험에 사용된 elastase는 N-succinyl-(Ala)3-p-nitro anilide 라는 기질과의 반응으로 활성이 증가하는데 이를 50 % 감소시키는데 필요한 시료의 농도(inhibition concentration, IC50, ug/mL)로 표기하였디[18].
- 기타 FeCls - H2O2는 Junsei Chemical Co. 제품 을, H2O2는 Dae Jung Chemicals & Metals (Korea)사 세품을 사용하였다. 그리고, 에탄올, 메탄올 등 각종 용매는 시판 특급 시 약을 사용하였다.
성능/효과
- 1) 식물 추출물의 free radical 소거 활성 (FSGw) 측정 결과, 비교적 소거 활성이 큰 추출물로는 소귀나무 수피, 광내싸리 수피, 상수리나무 잎, 동백나무 잎/수피, 비파나 무, 광나무 가지가 있었고, 특히, 소귀나무 수피 추출물은 FSG®값이 5 飓/mL으로 free radical 소거 활성이 큰 것으로 나타났다.
- 2) Fe'、EDTA/HQ 계를 이용한 총항산화능 측정결과 상수리나무 잎, 광대싸리 수피, 두릅나무 잎, 사철쑥 전초, 사철나무 줄기가 총항산화능이 큰 것으로 나타났다. 특히, 광대싸리 수피는 비교군으로 사용한 quercetin의 OSGa값이 0.
- 3) 사람 적혈구를 대상으로 한 활성산소에 대한 세포보 호 효과 측정결과, 50 “g/mL에서 광대싸리 수피, 버드나 무 줄기, 소귀나무 수피, 동백나무 잎 추출물이 세포보호 효과가 큼을 보여주고 있다.
- 4) Tyrosinase의 활성에 대한 저해 효과는 소귀나무 수 피, 고삼 전초, 상수리나무 잎, 인동 줄기, 광내싸리 수피 추출물이 200 “g/mL에서 40 % 이상의 저해 효과를 보여 주었다. 특히, 이 중에서 소귀나무 수피 추출물이 77.
- 5) Elastase의 경우는 200 户g/mL에서 버드나무 줄기, 왕머루 잎/줄기, 애기부들 전초., 낭아초 지상부, 꿀풀 전 초 순서로 다른 추출물에 비해 큰 저해 효과가 있음을 알 수 있었디, .
- 결과를 종합해 보면, 광내싸리 및 소귀나무 수피, 상수 리나무 잎, 버드나무 줄기 및 동백나무 잎/수피가 전반적 으로 항산화 및 미백에 뛰어난 효과가 있을 것으로 사료 된다.
- 0값을 Table 2에 정리하였다. 비교적 free radical 소거 활성이 큰 추출물은 소귀나무 수피 (My厂如 rubra), 광대싸리 수피 (Sea们力。g。 suffruticosa), 상수리나무 sliQuercus acutissima), 동백나 무 잎/수피 (C如。〃japonicci), 비 파나무 수피 (Eriobotiya japonicci), 광나무 '가지 (Ligusfmm japonicuni) 등 7가지 였고, 특히 소귀나무 수피(的厂rubra) 추출물은 FSC&) 값이 5 计g/ml止로 free radical 소거 활성이 큰 것으로 나타났다. 비교물질로 사용한 항산화제인 L-ascorbic acid, (十)-a-t0copher0l의 FSC&)은 각각 4, 9 “g/m]止이었다.
- Table 5는 37개 식물 추출물들에 대한 tyrosinase의 활성 저해 효과를 보여주고 읏1다. 이들 37개 추출물 중에서 4가지 즉, 소귀나무 (Myrica rubra), 고삼 전초(£。- phora flavescens), 상수리나무 ^(Querctis acutissima), 인동 줄기 (匕術如厂。japonica), 광내 싸리 (Securinega suffruticosa)7} 200 “g/mL에서 비교적 큰 저해 활성을 巨여주었다. 특히 이 중에서 소귀나무 (Myricambm)는 tyrosinase 활성 저해 효과가 77.
- 이들 37개 추출물 중에서 4가지 즉, 소귀나무 (Myrica rubra), 고삼 전초(£。- phora flavescens), 상수리나무 ^(Querctis acutissima), 인동 줄기 (匕術如厂。japonica), 광내 싸리 (Securinega suffruticosa)7} 200 “g/mL에서 비교적 큰 저해 활성을 巨여주었다. 특히 이 중에서 소귀나무 (Myricambm)는 tyrosinase 활성 저해 효과가 77.8 %로 상당히 크게 나타났다. 하지만, 닭의 장풀 전초(Comm이诅a communis), 광나무 가지 (Ligustmm japonicum), 소태의 경우, 100 户g/mL 및 200 Mg/mL에서 각각 20.
- 2) Fe'、EDTA/HQ 계를 이용한 총항산화능 측정결과 상수리나무 잎, 광대싸리 수피, 두릅나무 잎, 사철쑥 전초, 사철나무 줄기가 총항산화능이 큰 것으로 나타났다. 특히, 광대싸리 수피는 비교군으로 사용한 quercetin의 OSGa값이 0.05 〃g/mL에 비해 활성산소를 소거할 수 있는 능력 이 훨씬 뛰어난 것을 알 수 있었다.
- 4) Tyrosinase의 활성에 대한 저해 효과는 소귀나무 수 피, 고삼 전초, 상수리나무 잎, 인동 줄기, 광내싸리 수피 추출물이 200 “g/mL에서 40 % 이상의 저해 효과를 보여 주었다. 특히, 이 중에서 소귀나무 수피 추출물이 77.8 % 로 효과가 상당히 큰 것으로 나타났다. 기능성화장품의 미백제로 잘 알려진 arbutin을 비교 물질로 사용한 경우, 200 飓/mL에서 70 %를 나타내었다.
후속연구
- 상기의 5종의 식물 추출물을 대상으로 화장품 원료로 의 가능성을 검토하고, 성분 분리, 활성 검색, 안전성 실 험, 세형연구 등을 통하여 기능성화장품 개발에 응용할 수 있도록 연구를 수행할 예정이다
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