[논문]100종 브라질 식물 추출물로부터 반추동물 산독증 예방치료를 위한 <tex>$\\alpha$</tex>-amylase 및 <tex>$\\alpha$</tex>-glucosidase 저해제의 선별

김미선; 안선미; 정인창; 권기석; 손호용

100종 브라질 식물 추출물로부터 반추동물 산독증 예방치료를 위한 $\\alpha$-amylase 및 $\\alpha$-glucosidase 저해제의 선별
Screening of $\\alpha$-amylase and $\\alpha$-glucosidase Inhibitors from Brazilian Plant Extracts for Treatment of Rumen Acidosis 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.17 no.2, 2010년, pp.290 - 296

김미선 (안동대학교 식품영양학과) , 안선미 (안동대학교 식품영양학과) , 정인창 (안동대학교 식품영양학과) , 권기석 (안동대학교 생명자원과학부) , 손호용 (안동대학교 식품영양학과)

초록
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반추동물의 급성 산독증의 예방 및 치료제 개발을 위해 100종의 브라질 식물 추출물을 이용하여 미생물 유래의 $\alpha$-amylase 및 $\alpha$-glucosidase 저해 활성을 평가하였다. 그 결과 Acacia jurema Mart., Anacardium humile A. St.-Hil., Cedrela odorata L., 및 Guazuma ulmifolia Lam 추출물에서 우수한 $\alpha$-amylase 및 $\alpha$-glucosidase 저해 활성을 확인하였으며, Plumeria drastica Mart.에서는 우수한 $\alpha$-amylase 특이적 저해활성을, Eugenia uniflora L.에서는 강력한 $\alpha$-glucosidase 특이적 저해 활성을 확인하였다. 6종의 추출물을 대상으로 $\alpha$-amylase에 대한 $IC_{50}$ 평가 결과, 현지에서 항당뇨제로 사용되는 A. humile A. St.-Hil., 추출물($IC_{50}$: $91.2{\mu}g/ml$)이 가장 강력한 저해를 나타내었으며, 항당뇨제로 이용되고 있는 acarbose ($IC_{50}$:$50.5{\mu}g/mL$)의 저해활성에 필적하였다. A. humile A. St.-Hil., 추출물은 $80^{\circ}C$, 또는 0.01N HCl 조건에서 60분간 처리에 활성의 변화가 나타나지 않았으며, 산 처리시에는 오히려 활성의 증가가 나타났다. 또한 A. humile A. St.-Hil., 추출물은 인간 적혈구에 대한 용혈활성을 나타내지 않아 반추동물의 급성 산독증 및 인간 당뇨병 치료에도 이용 가능하리라 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

To develop anti-acidosis and anti-diabetes agentsfrom natural products, the inhibitory activities of Brazilian plant extracts against microbial $\alpha$-amylase and $\alpha$-glucosidase were evaluated. Among 100 different ethanol extracts tested, those of Acacia jurema Mart., Anacardium humile A. St.-Hil., Cedrela odorata L., and Guazuma ulmifolia Lam showed good inhibitoryactivities toward both enzymes. In addition, an extract of Plumeria drastica Mart. showed specific inhibition of $\alpha$-amylase, whereas that of Eugenia uniflora L. demonstrated strong inhibition of the enzyme. IC50 values of $\alpha$-amylase inhibition suggested that the extract of A. humile A. St.-Hil., which has been used as an anti-diabetes medicine in Brazil, had potent inhibitory activity. The IC50 for the A. humile A. St.-Hil. extract ($91.2{\mu}g/mL$) was similar to that of acarbose ($50.5{\mu}g/mL$). This activity of A. humile A. St.-Hil. was not reduced by heat or acid treatment. Moreover, treatment with HCl (0.01 M) for 1 h increased the inhibitory activity from 57.5% to 81.2%. Also, the extract did not cause hemolysis of human red blood cells at levels up to 1 mg/mL. The results indicate that the extract of A. humile A. St.-Hil. is potentially useful as an anti-acidosis and anti-diabetes agent.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

4)을 반영한 것이다. 본연구에서는 반추동물의 급성 산독증의 예방 및 치료제 개발을 위해 100종의 브라질 식물 추출물의 미생물 유래의 a -amylase 및 a-glucosidase 저해 활성, 인간 적혈구에 대한용 혈 활성을 평가하여 우수한 산독증 예방 치료 후보물질을 선별하였기에 이에 보고하는 바이다.

제안 방법

a-Amylase 저해활성은 Lira 등(15)의 방법을 수정하여 사용하였다. 먼저 다양한 농도의 천연물 시료 2.
이후 100℃에서 5분간 가열하여 반응을 정지시켰으며, 생성된 포도당을 DNS (3, 5-dinitrosaKcync acid) 용액을 가하여 동일한 방법으로 발색한 후 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각각의 실험은 3반복한 후 평균값을 구하여 저해율을 계산하였다. 한편 pNPG (p-nitrophenol glucoside; Sigim Co.
, USA)> 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 각각의 실험은 3반복한 후 평균값을 구하여 다음의 식으로 저해율을 계산하였다. 각각의 효소 활성은 unit로 환산하여 나타내었으며, a-amylase 활성을 50% 저해하는 농도를 IC₅₀으로 계산하였다.
01 N HC₁)조건에서 60분 처리 후 pH 7로 조정 후 잔존 a-amylase 저해활성을 평가하였다. 대조구로는 100 Ug/mL 농도의 acaibose를 동일조건에서 각각 처리 후 잔존활성을 평가하였다.
반추동물의 급성 산독증의 예방 및 치료제 개발을 위해 100종의 브라질 식물 추출물을 이용하여 미생물 유래의 a-amylase 및 a-gluccsidase 저해 활성을 평가하였다. 그 결과 Acacia jurema Mart.
Loufe, USA) 용액을 가하여 iarc에서 5분간 가열하여 발색한 후 상온에서 방냉하였다. 발색액은 96 well microplate reader (Sunrise-BAS/C , Tecan Co., USA)> 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 각각의 실험은 3반복한 후 평균값을 구하여 다음의 식으로 저해율을 계산하였다. 각각의 효소 활성은 unit로 환산하여 나타내었으며, a-amylase 활성을 50% 저해하는 농도를 IC₅₀으로 계산하였다.
브라질 시료의 실제적 이용가능성을 검토하기 위해 인간적 혈구 용혈활성을 평가하였다(Table 2). 먼저 0.
브라질 천연물 추출물들의 안전성 평가의 일환으로 인간적 혈구(4%)를 이용하여 용혈 활성을 평가하였다(19). 먼저 PBS로 3회 수세한 인간 적혈구 100 pL를 96-weU micrq)late 에 가하고 시료용액 100 μL를 가한 다음 37℃에서 30분간 반응시켰다.
주줄물(100 Ug/mL)을 대상으로 열 안정성 및 산 안정성을 평가하였다. 열 안정성의 경우 80℃에서 60분간 열처리 후 잔존 a -amylase 저해활성을 평가하였으며, 산 안정성의 경우에는 pH 2 (0.01 N HC₁)조건에서 60분 처리 후 pH 7로 조정 후 잔존 a-amylase 저해활성을 평가하였다. 대조구로는 100 Ug/mL 농도의 acaibose를 동일조건에서 각각 처리 후 잔존활성을 평가하였다.
25 U/mL) 25 μL를 혼합하여 37℃에서 10분간 preincubation 하고 1 mM pNPG 용액 25 pL를가하여 60笆에서 10분간 반응하였다. 이후 IM NaOH 25 pL를 가하여 반응을 정지시키고, 405 nm에서 흡광도를 측정하여 저해율을 계산하였다.
-Hil. 주줄물(100 Ug/mL)을 대상으로 열 안정성 및 산 안정성을 평가하였다. 열 안정성의 경우 80℃에서 60분간 열처리 후 잔존 a -amylase 저해활성을 평가하였으며, 산 안정성의 경우에는 pH 2 (0.

대상 데이터

본 연구의 시료는 브라질의 자생식물 KX)종으로부터 조제된 methanol 추출물을 한국자생식물사업단(http://extract .pdrc.re.kr)으로부터 구입하여 사용하였다. 추출물의 종류, 학명, 과명 및 사용부위는 Table 1에 나타내었으며, 추출물은 Dimethylsulfoxhnide (DMSO)에 녹인 후 원하는 농도로 조정하였다.
추출물의 종류, 학명, 과명 및 사용부위는 Table 1에 나타내었으며, 추출물은 Dimethylsulfoxhnide (DMSO)에 녹인 후 원하는 농도로 조정하였다. 사용 효소는 반추동물 산독증에 관련되는 미생물 유래의 a-amylase 및 a-glucsidase를 구입하여 사용하였으며, a-amylase는 Bacillus amyloliquifaciens 유래, a-glucosidase는 Aspergillus niger 유래의 효소를 국내의 전분 가공업체 (ApisBio Co. Daegu, Korea)로부터 구입하여 사용하였다. 기타 시약은 Sigma Co.
이후, 반응액을 10분간 원심분리(1,500 rpm) 하여 상등액 100 pL를 새로운 microtiter plate로 옮긴 후 용혈에 따른 헤모글로빈 유출 정도를 414 nm에서 측정하였다. 시료의 용매 대조구로는 DMSO (2%), 실험 대조구로는 ttiton X-100 (0.1%)을 사용하였다. 용혈활성은 다음의 수식을 이용하여 계산하였다.

데이터처리

실험결과의 통계분석은 SPSS program을 이용하여 mean±SD로 나타내었으며, one-way ANOVA 분석 및 Duncan의 다중비교검정(p<0.05)을 실시하였다.

이론/모형

각각의 실험은 3반복한 후 평균값을 구하여 저해율을 계산하였다. 한편 pNPG (p-nitrophenol glucoside; Sigim Co., USA)를 이용한 a-glucosidase 저해활성은 Lim 등(15)의 방법을 이용하여 평가하였다. 다양한 농도의 천연물 시료 2.

성능/효과

drastica Nfert., C. odorata L. 및 G. ulmifolia Lan의 순으로 50.5, 91.2, 149.0, 212.1, 356.7 및 380.9 μg/mL로 나타나, A. humile A. SAHiL이 가장 우수한 것으로 판단되었다.
) Cogn, Myristica fragrans Houtt., 및 Srnilax japicanga Griseb 의 7종에서 51.3~100%의 용혈이 확인되었으며, 1 mg/mL 농도에서는 Calendula officinalis L. 및 Pothouiorphe umbellata (L.) Miq에서 50% 이상의 용혈현상이 나타나, 100종 시료 중에서 총 9종에서 50% 이상의 용혈활성을나타내었다. 그러나 a-amylase 및 a-glucosidase 저해 제로 선정한 4 humileA.
St-ffl., 추출물은 80℃, 또는 0.01N HQ 조건에서 60분간 처리에 활성의 변화가 나타나지 않았으며, 산 처리 시에는 오히려 활성의 증가가 나타났다. 또한 A.
0%의 a-glucosidase 촉진활성을 나타내었다 (Table 2). 가장 우수한 저해활성을 나타낸 시료는 Waltheria douradinha Sain卜Hilaire이었으며, 가장 우수한 촉진 활성을 나타낸 시료는 Talisia esculenta (A. St.-Hil.) Radik이었다. 이러한 결과는 사용하는 기질종류에 따라 a~gliKOsidase 저해 활성이 달라질 수 있음을 나타내며, 실질적인 항 산독증제 이용을 위해서는 전분을 기질로 사용한 경우 a-amylase 및 a-glucosidase 저해효과를 동시에 나타내는 천연물의 선택이 필요하리라 판단된다.
2에 나타내었다. 대조구로 사용된 acarbose (100 mg/mL)는 산 및 열 처리에 안정하였으며, 선정된 추출물 역시 80℃에서 60분간 열처 리시에 안정된 a-amylase 저해활성을 나타내었다. 그러나 선정된 추출물은 60분간 산 처리(0.
f. 및 Schimts terebinthifi)lia Raddi의 5종에서 50% 이상의 저해를 나타내어 1 mg/mL의 고농도에서는 10종 시료에서 우수한 a -amylase 저해활성을 나타내었다. 한편 현지에서 당뇨 치료제로 이 용되는 천연물은 A humile A.
7~35, 0%의 저해활성을 나타내었으며, 유일하게 브라질 체리로 알려진 Eugenia uniflora L.에서 744%의 우수한 저해를 나타내었다, E. uniflora L. 추출물과 acarbose의 a -glucosidase 에 대한 IGo는 각각 79.5 및 0.1 [ig/mL로 나타나, acarbose에 비해 브라질 천연물의 a-glucosidae 저해 활성은 상대적으로 매우 약한 것으로 판단되었다. 그러나 쥐 소장 점막 ct-glucosidae에 대한 acarbose의 ICso가 40 pg/mL 임(10)을 고려하면 E.
한편 브라질 천연물 05 mg/mL 농도에서 pNPG를 기질로 이 용한 a-glucosidase 저해활성을 평가한 결과, 개의 시료에서 0~2L9%의 약한 저해 활성을, 나머지 50개의 시료에서는 0~36.0%의 a-glucosidase 촉진활성을 나타내었다 (Table 2). 가장 우수한 저해활성을 나타낸 시료는 Waltheria douradinha Sain卜Hilaire이었으며, 가장 우수한 촉진 활성을 나타낸 시료는 Talisia esculenta (A.

후속연구

1 [ig/mL로 나타나, acarbose에 비해 브라질 천연물의 a-glucosidae 저해 활성은 상대적으로 매우 약한 것으로 판단되었다. 그러나 쥐 소장 점막 ct-glucosidae에 대한 acarbose의 ICso가 40 pg/mL 임(10)을 고려하면 E. uniflora L. 추출물의 IC50는 의미가 있다고 판단된다, 특히 천연물의 경우 a~amylase 및 a -glucosidal 저해활성을 동시에 나타내는 경우가 일반적인데 비해, E uniflora L의 경우에는 a-glucosidase 에만 강력한 저해를 나타내어 향후 a-glucosidase 제어 및 작용기작 연구에 매우 중요한 시료로 사용될 수 있으리라 판단된다.
) Radik이었다. 이러한 결과는 사용하는 기질종류에 따라 a~gliKOsidase 저해 활성이 달라질 수 있음을 나타내며, 실질적인 항 산독증제 이용을 위해서는 전분을 기질로 사용한 경우 a-amylase 및 a-glucosidase 저해효과를 동시에 나타내는 천연물의 선택이 필요하리라 판단된다. 따라서 본 연구에서는4 humile A.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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