본 연구에서는 비수리 추출물의 피부 상재균에 대한 항균 작용과 항산화 활성, tyrosinase 저해 효과 등에 관한 조사를 수행하였다. 피부 상재균에 대한 항균활성 측정결과, P. ovale에 대한 ethyl acetate 분획의 MIC는 0.125%로 나타났으며, 이는 methyl paraben보다 큰 항균활성을 나타내었다. 추출물의 free radical(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 aglycone 분획(14.63 ${\mu}g$/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었고, 또한 Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}$-EDTA/$H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 비수리 추출물의 총항산화능은 aglycone 분획(0.07 ${\mu}g$/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 비수리 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였고, 농도 의존적(1 ~ 50 ${\mu}g$/mL)으로 세포보호 효과를 나타내었다. Tyrosinase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 비수리 추출물의 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획이 각각 104.83 ${\mu}g$/mL, 27.55 ${\mu}g$/mL으로 나타났다. 이상의 결과들은 비수리 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거하고, ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 시사한다. 또한 tyrosinase 저해활성과 피부 상재균에 대한 항균작용으로부터 항산화, 항노화 및 항균성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하였다.
본 연구에서는 비수리 추출물의 피부 상재균에 대한 항균 작용과 항산화 활성, tyrosinase 저해 효과 등에 관한 조사를 수행하였다. 피부 상재균에 대한 항균활성 측정결과, P. ovale에 대한 ethyl acetate 분획의 MIC는 0.125%로 나타났으며, 이는 methyl paraben보다 큰 항균활성을 나타내었다. 추출물의 free radical(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 aglycone 분획(14.63 ${\mu}g$/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었고, 또한 Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}$-EDTA/$H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 비수리 추출물의 총항산화능은 aglycone 분획(0.07 ${\mu}g$/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 비수리 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였고, 농도 의존적(1 ~ 50 ${\mu}g$/mL)으로 세포보호 효과를 나타내었다. Tyrosinase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 비수리 추출물의 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획이 각각 104.83 ${\mu}g$/mL, 27.55 ${\mu}g$/mL으로 나타났다. 이상의 결과들은 비수리 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거하고, ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 시사한다. 또한 tyrosinase 저해활성과 피부 상재균에 대한 항균작용으로부터 항산화, 항노화 및 항균성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하였다.
In this study, the antibacterial activity and the antioxidative effects, inhibitory effects on tyrosinase of Lespedeza cuneata G. Don extracts were investigated. MIC value of ethyl acetate fraction from L. cuneata G. Don on P. ovale (0.125%) showed that the antibacterial activity of the ethyl acetat...
In this study, the antibacterial activity and the antioxidative effects, inhibitory effects on tyrosinase of Lespedeza cuneata G. Don extracts were investigated. MIC value of ethyl acetate fraction from L. cuneata G. Don on P. ovale (0.125%) showed that the antibacterial activity of the ethyl acetate fraction was higher than methyl paraben. The aglycone fraction of L. cuneata G. Don (14.63 ${\mu}g$/mL) showed the most prominent the free radical (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl, DPPH) scavenging activity ($FSC_{50}$). Reactive oxygen species (ROS) scavenging activities ($OSC_{50}$) of L. cuneata G. Don fraction on $Fe^{3+}$-EDTA/$H_2O_2$ system were investigated using the luminol-dependent chemiluminescence assay. The aglycone fraction of L. cuneata G. Don (0.07 ${\mu}g$/mL) showed the most prominent ROS scavenging activity. The protective effects of extract/fractions of L. cuneata G. Don on the rose-bengal sensitized photohemolysis of human erythrocytes were investigated. The L. cuneata G. Don extracts suppressed photohemolysis in a concentration dependent manner (1 ~ 50 ${\mu}g$/mL). The inhibitory effects ($IC_{50}$) of L. cuneata G. Don extracts on tyrosinase were determined with ethyl acetate fraction (104.83 ${\mu}g$/mL) and aglycone fraction (27.55 ${\mu}g$/mL) of L. cuneata G. Don extract. These results indicate that L. cuneata G. Don extract/fractions can function as high potential as bactericide against the pathogenic bacteria and antioxidant in biological systems, particularly skin exposed to UV radiation by scavenging $^1O_2$ and other ROS, and protect cellular membranes against ROS. Extract/fractions of L. cuneata G. Don could be applicable to new functional cosmetics for antiaging, antioxidant, and antibacterial activity.
In this study, the antibacterial activity and the antioxidative effects, inhibitory effects on tyrosinase of Lespedeza cuneata G. Don extracts were investigated. MIC value of ethyl acetate fraction from L. cuneata G. Don on P. ovale (0.125%) showed that the antibacterial activity of the ethyl acetate fraction was higher than methyl paraben. The aglycone fraction of L. cuneata G. Don (14.63 ${\mu}g$/mL) showed the most prominent the free radical (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl, DPPH) scavenging activity ($FSC_{50}$). Reactive oxygen species (ROS) scavenging activities ($OSC_{50}$) of L. cuneata G. Don fraction on $Fe^{3+}$-EDTA/$H_2O_2$ system were investigated using the luminol-dependent chemiluminescence assay. The aglycone fraction of L. cuneata G. Don (0.07 ${\mu}g$/mL) showed the most prominent ROS scavenging activity. The protective effects of extract/fractions of L. cuneata G. Don on the rose-bengal sensitized photohemolysis of human erythrocytes were investigated. The L. cuneata G. Don extracts suppressed photohemolysis in a concentration dependent manner (1 ~ 50 ${\mu}g$/mL). The inhibitory effects ($IC_{50}$) of L. cuneata G. Don extracts on tyrosinase were determined with ethyl acetate fraction (104.83 ${\mu}g$/mL) and aglycone fraction (27.55 ${\mu}g$/mL) of L. cuneata G. Don extract. These results indicate that L. cuneata G. Don extract/fractions can function as high potential as bactericide against the pathogenic bacteria and antioxidant in biological systems, particularly skin exposed to UV radiation by scavenging $^1O_2$ and other ROS, and protect cellular membranes against ROS. Extract/fractions of L. cuneata G. Don could be applicable to new functional cosmetics for antiaging, antioxidant, and antibacterial activity.
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문제 정의
, ·OH 등)가 생성되는 계에서의 이들 ROS에 대한 총항산화능에 관한 연구는 아직 되어 있지 않다. 따라서 비수리 추출물(혹은 분획)을 제조하고 이들 추출물(혹은 분획)의 피부 상재균에 대한 항균작용, 1O2으로 유도된 세포손상에 대한 보호활성과 free radical 소거활성, Fe3+-EDTA/H2O2 계에서 생성된 활성산소에 대한 총항산화능, tyrosinase 활성 저해 효과를 측정함으로써 항균, 항노화 및 항산화 기능성 화장품 소재로서의 가능성을 검토하였다.
본 연구에서는 비수리 추출물의 피부 상재균에 대한 항균작용과 항산화 활성, tyrosinase 저해 효과 등에 관한 조사를 수행하였다. 피부 상재균에 대한 항균활성 측정결과, P.
제안 방법
1 mL 접종하였다. S. aureus는 37℃에서 24 h 후에, P. ovale은 30℃에서 48 h 후에, P. acnes는 37℃에서 72 h 후에 육안으로 관찰하였을 때, 각각의 균들이 증식되지 않는 농도를 MIC로 결정하였다.
광용혈에 필요한 광조사는 내부를 검게 칠한 50 cm × 20 cm × 25 cm 크기의 상자 안에 20 W 형광등을 장치하고, 형광등으로부터 5 cm 거리에 적혈구 현탁액이 담긴 파이렉스 시험관을 형광등과 평행이 되도록 배열한 후 15 min 동안 광조사 하였다.
광용혈에 필요한 광조사는 내부를 검게 칠한 50 cm × 20 cm × 25 cm 크기의 상자 안에 20 W 형광등을 장치하고, 형광등으로부터 5 cm 거리에 적혈구 현탁액이 담긴 파이렉스 시험관을 형광등과 평행이 되도록 배열한 후 15 min 동안 광조사 하였다. 광조사가 끝난 후 암반응(post-incubation) 시간에 따른 적혈구의 파괴정도를 15 min 간격으로 700 nm에서 투광도(transmittance, %)로부터 구하였다. 이 파장에서 적혈구 현탁액의 투광도 증가는 적혈구의 용혈정도에 비례한다.
대조군(control)은 시료용액 대신에 에탄올을 넣고, 공시험(blank)은 시료군과 조건이 동일하나 H2O2와 FeCl3·6H2O를첨가하지 않은 것으로 하였다.
대조군은 시료 대신 시료용액으로 사용된 용매를 100 µL 첨가하였다.
DPPH법을 이용한 Free Radical 소거 활성: Free radical은 피부노화의 원인 물질로 알려져 있는 물질이다. 따라서 DPPH를 이용하여 비수리 추출물에 대한 free radical의 소거활성을 측정하였다. 실험방법은 methanol에 용해시킨 0.
비수리 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였고, 농도 의존적(1 ~ 50 µg/mL)으로 세포보호 효과를 나타내었다.
비수리 추출물의 광용혈에 미치는 효과는 post-incubation 시간과 용혈 정도로 구성된 그래프로부터 적혈구의 50%가 용혈되는 시간인 τ50을 구하여 비교하였다.
추출물을 농도별로 각각 50 µL씩 첨가하고 암소에서 30 min 동안 pre-incubation 시킨 후, 광증감제 rose-bengal(12 µM) 0.5 mL를 가하고 파라필름(Whatman laboratory sealing film, UK)으로 입구를 막은 후 15 min 동안 광조사하였다.
대상 데이터
(+)-α-Tocopherol (1,000 IU vitamin E/g), L-ascorbic acid, arbutin, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), luminol, heparin, 증감제로 사용된 rose-bengal, free radical 소거활성에 사용한 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical은 Sigma Chemical Co. (USA)에서 구입하여 사용하였다.
(Japan) 제품을, H2O2는 Dae Jung Chemical & Metals (Korea)사 제품을 사용하였다.
UV-visible spectrophotometer는 Varian(Australia) 사의 Cary 50, 적혈구 광용혈에 사용한 Spectronic 20D는 Milton Roy Co. (USA) 제품, 화학발광기는 Berthold(Germany) 사의 6-channel LB9505 LT를, pH meter는 Istek (Korea) 사 제품을 사용하였다.
Ethyl acetate 분획으로부터 aglycone을 제조하였다. ethyl acetate 분획에서 얻은 파우더 일부는 산 가수분해 반응을 이용하여 당을 제거시킨 후 얻은 aglycone 파우더를 실험에 사용하였다. 실험 방법은 ethyl acetate 가용분 일정량에 H2SO4 및 acetone 용액을 넣고, 4 h 동안 중탕 가열하면서 환류ㆍ냉각시킨다.
완충용액제조에 사용된 Na2HPO4·12H2O, NaH2PO4·2H2O, NaCl, trizma base, HCl 그리고 ethanol (EtOH), methanol (MeOH), ethyl acetate (EtOAc), octanol 등 각종 용매는 시판 특급 시약을 사용하였다. 기질로 사용된 L-tyrosine과 N-succinyl-(Ala)3-p-nitroanilide, 효소로 사용된 tyrosinase (9.3 mg solid, 5,370 units/mg solid), elastase (4.5 mg protein/mL, 6.5 units/mg protein)는 Sigma Chemical Co. (USA)에서 구입하여 사용하였다. 실험에 사용한 비수리 재료는 2009년 4월 경동시장에서 구입하여 사용하였다.
coli는 Mueller Hinton 배지(Merck, Germany)를 사용하였으며 균을 접종한 후 37℃ incubator에서 24 h 동안 배양하면서 사용하였다. 또한 비듬균인 P. ovale는 Pityrosporum 배지(Malt extract agar 6%, ox-bile 2%, tween-40 1%, glycerol monooleate 0.25%)를 사용하였으며 균을 접종한 뒤 30℃에서 24 h 동안 배양하여 사용하였다. 또한 P.
배지 및 배양조건: 호기성 균주인 S. aureus와 E. coli는 Mueller Hinton 배지(Merck, Germany)를 사용하였으며 균을 접종한 후 37℃ incubator에서 24 h 동안 배양하면서 사용하였다. 또한 비듬균인 P.
사용균주: 본 실험에서 사용한 균주는 호기성 그람 양성 균주인 Staphylococcus aureus (S. aureus) ATCC6538과 Escherichia coli (E. coli) ATCC23736, 여드름의 원인균인 Propionibacterium acnes (P. acnes) ATCC6919, 비듬균인 Pityrosporum ovale (P. ovale) ATCC12078은 한국 미생물 보존센터에서 분양받아 사용하였다.
실험에 사용된 적혈구 현탁액은 700 nm에서 O.D.가 0.6이었으며 이때 적혈구 수는 1.5×107 cells/mL이었다.
(USA)에서 구입하여 사용하였다. 실험에 사용한 비수리 재료는 2009년 4월 경동시장에서 구입하여 사용하였다.
완충용액제조에 사용된 Na2HPO4·12H2O, NaH2PO4·2H2O, NaCl, trizma base, HCl 그리고 ethanol (EtOH), methanol (MeOH), ethyl acetate (EtOAc), octanol 등 각종 용매는 시판 특급 시약을 사용하였다.
적혈구 현탁액 제조: 적혈구는 건강한 성인 남녀로부터 얻었다. 채혈 즉시 heparin이 첨가된 시험관에 넣은 후, 3,000 rpm으로 5 min 동안 원심분리하여 적혈구와 혈장을 분리하고, 분리한 적혈구는 0.
데이터처리
모든 실험은 3회 반복하였고 통계분석은 5% 유의수준에서 Student’s t-test를 행하였다.
Rose-bengal을 첨가하고 광조사를 안 했을 경우와 rose-bengal을 첨가하지 않고 광조사만 했을 경우는 모두 암반응 120 min 까지는 용혈이 거의 일어나지 않았다. 모든 실험은 4회 반복하여 평균하였다.
이론/모형
최소억제농도(Minimum Inhibitory Concentration: MIC): 최소억제농도(MIC)는 한천배지 확산법을 이용하여 다음과 같이 측정하였다. 각각의 분획물들을 2 mL씩 함유한 배지 20 mL를 petri dish에 주입하였고 시험균을 평판 배지 위에 0.
성능/효과
Tyrosinase의 활성 저해 효과(IC50)는 비수리 추출물의 ethyl acetate 분획과 aglycone 분획이 각각 104.83 µg/mL, 27.55 µg/mL으로 나타났다.
대조군(control)은 τ50이 32 min으로 오차범위 ±1 min 이내로 모든 경우의 실험에서 재현성이 양호하게 나타났다.
88 µg/mL)에 비해서 큰 tyrosinase 저해활성을 나타냈다. 따라서 ethyl acetate 분획 및 aglycone 분획을 화장품에 응용할 경우 미백효과가 클 것으로 사료되며 특히 aglycone 분획의 경우 매우 큰 미백효과가 나타날 것이라고 사료된다(Fig. 5).
33 µg/mL로 나타났다(Table 2). 따라서 비수리 추출물의 aglycone 분획은 ethyl acetate 분획에 비해 elastase 저해활성이 훨씬 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
50 µg/mL로 나타났다. 따라서 비수리 추출물의 aglycone 분획이 ethyl acetate 분획보다 활성산소 소거활성이 보다 뛰어나고 이러한 비수리 추출물 분획들의 활성산소 소거활성은 비교물질로 사용한 L-ascorbic acid보다 큼을 알 수 있다.
비수리 추출물의 ethyl acetate 분획의 항균 활성을 Table 1에 나타내었다. 비듬균인 P. ovale에 대한 비수리 추출물의 ethyl acetate 분획의 MIC는 0.125%로 나타났고 이것은 methyl paraben (0.13%)과 비교하였을 때 더 큰 항균활성을 나타내었다. 황색포도상구균인 S.
비수리 추출물의 두 가지 분획 모두 비교 물질로 사용한 기능성 화장품의 미백제로 잘 알려진 arbutin의 저해 활성(226.88 µg/mL)에 비해서 큰 tyrosinase 저해활성을 나타냈다.
55 µg/mL으로 나타났다. 이상의 결과들은 비수리 추출물이 1O2 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거하고, ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 시사한다. 또한 tyrosinase 저해활성과 피부 상재균에 대한 항균작용으로부터 항산화, 항노화 및 항균성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하였다.
추출물의 free radical(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성(FSC50)은 aglycone 분획(14.63 µg/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었고, 또한 Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 Fe3+-EDTA/H2O2 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 비수리 추출물의 총항산화능은 aglycone 분획(0.07 µg/mL)에서 가장 큰 활성을 나타내었다.
본 연구에서는 비수리 추출물의 피부 상재균에 대한 항균작용과 항산화 활성, tyrosinase 저해 효과 등에 관한 조사를 수행하였다. 피부 상재균에 대한 항균활성 측정결과, P. ovale에 대한 ethyl acetate 분획의 MIC는 0.125%로 나타났으며, 이는 methyl paraben보다 큰 항균활성을 나타내었다. 추출물의 free radical(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성(FSC50)은 aglycone 분획(14.
13%)과 비교하였을 때 더 큰 항균활성을 나타내었다. 황색포도상구균인 S. aureus에 대한 비수리 추출물의 ethyl acetate 분획의 MIC는 0.25%로 나타났는데 이것은 methyl paraben(0.25%)과 비교하여 동일한 항균활성을 나타내었다. 여드름균인 P.
후속연구
이상의 결과들은 비수리 추출물이 1O2 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거하고, ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 시사한다. 또한 tyrosinase 저해활성과 피부 상재균에 대한 항균작용으로부터 항산화, 항노화 및 항균성 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하였다.
25%)과 비교하여 동일한 항균활성을 나타내었다. 여드름균인 P. acnes와 대장균인 E. coil에 대한 비수리 추출물의 ethyl acetate 분획의 항균활성은 비교물질에 비해서는 낮은 활성을 나타내었지만 현재 사용되고 있는 방부제나 항균제가 평균적으로 0.2 ~ 0.4% 정도의 농도 범위 내에서 사용되고 있는 것을 감안하면 비수리 분획물은 낮은 농도에서도 천연방부제, 항균제로서의 역할을 충분히 수행할 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
활성산소종이 야기하는 손상을 억제하기 위한 항산화 활성 물질은 무엇이 있는가?
특히, 계속된 자외선의 노출로 인해 반응성이 매우 큰 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)이 생성되고 1O2 및 ·OH를 비롯하여 O2·− , H2O2, ROO·, RO·, ROOH 및 HOCl 등[4, 8]의 활성산소종으로부터 유도된 광산화적 손상을 받게 되면 피부의 효소적 및 비효소적 항산화 방어망이 위태롭게 된다[18]. 이러한 활성산소종이 야기하는 손상을 억제하기 위한 항산화 활성 물질로서 다양한 천연 항산화제들과 BHA(butylated hydroxy anisol)와 BHT(butylate hydroxy toluene) 등의 합성 항산화제들을 많이 사용해 왔다. 하지만 합성 항산화제의 경우에는 과량 섭취 시 독성 작용을 일으키는 것으로 보고되고 있다[2, 12].
비수리는 분류상 무엇인가?
비수리(Lespedeza cuneata G.Don)는 콩과(Leguminosae)의 여러해살이 초본성 아관목으로 야관문, 삼엽초 등의 여러 가지 이름으로 불리며[13], 우리나라 전국의 산야에 분포하며 일본, 중국, 대만, 인도 등지에도 분포한다. 황폐지의 지피물 조성과 지력증진 식물로 널리 이용되는 흔한 식물이지만, 예로부터 민간에서는 간과 콩팥의 기능을 보호해 주므로 유정(遺精), 유뇨(遺尿) 등을 치료하고, 폐를 강화시키므로 해수, 천식, 유방염, 종기, 시력 강화 작용에 뛰어난 효과가 있다고 알려져 있다[15].
비수리는 예로부터 민간에서 무슨 효과가 있다고 알려져 있었는가?
Don)는 콩과(Leguminosae)의 여러해살이 초본성 아관목으로 야관문, 삼엽초 등의 여러 가지 이름으로 불리며[13], 우리나라 전국의 산야에 분포하며 일본, 중국, 대만, 인도 등지에도 분포한다. 황폐지의 지피물 조성과 지력증진 식물로 널리 이용되는 흔한 식물이지만, 예로부터 민간에서는 간과 콩팥의 기능을 보호해 주므로 유정(遺精), 유뇨(遺尿) 등을 치료하고, 폐를 강화시키므로 해수, 천식, 유방염, 종기, 시력 강화 작용에 뛰어난 효과가 있다고 알려져 있다[15]. 지금까지 비수리에 관한 연구로서는 종자의 열수 및 에탄올 추출물의 항산화 활성과 미네랄, 아미노산, 비타민 분석이 보고되었으며, 잎 추출물에는 C-glycosylflavone 화합물인 isoorientin, isovitexin 등과 quercetin, kaempferol, vitexin, avicularin, juglanin 등이 보고되어 있다[7, 14].
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