본 연구에서는 큰뱀무 추출물의 항산화 활성 및 미백과 주름에 관련된 tyroinase, elastase 저해 효과에 관한 조사를 수행하였다. 추출물의 free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 ethyl acetate 분획에서 $4.70\;{\mu}g$/mL로 측정되었다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 큰뱀무 추출물의 총 항산화능은 ethyl acetate 분획 $0.22\;{\mu}g$/mL로, ethyl acetate 분획에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 큰뱀무 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였다. 큰뱀무 추출물의 경우 $1{\sim}25 \;{\mu}g$/mL의 농도에서 광용혈을 억제하였다. 특히 ethyl acetate 분획은 $10 \;{\mu}g$/mL 농도에서 ${\tau}_{50}$이 416.20 min으로 매우 큰 세포보호 효과를 나타내었다. 미백 효과측정으로는 tyrosinase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)를 측정하였는데 ethyl acetate 분획에서 $95.23 \;{\mu}g$/mL로 나타났으며 elastase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 50 % 에탄올 추출물과 ethyl acetate 분획이 각각 6.27, $4.31\;{\mu}g$/mL로 나타났다. 이상의 결과들은 큰뱀무 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써, 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리킨다. 또한 큰뱀무 추출물의 ethyl acetate 분획의 tyrosinase, elastase 저해활성으로부터 항산화 및 항노화 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하였다.
본 연구에서는 큰뱀무 추출물의 항산화 활성 및 미백과 주름에 관련된 tyroinase, elastase 저해 효과에 관한 조사를 수행하였다. 추출물의 free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 ethyl acetate 분획에서 $4.70\;{\mu}g$/mL로 측정되었다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 큰뱀무 추출물의 총 항산화능은 ethyl acetate 분획 $0.22\;{\mu}g$/mL로, ethyl acetate 분획에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 큰뱀무 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 억제 효과를 측정하였다. 큰뱀무 추출물의 경우 $1{\sim}25 \;{\mu}g$/mL의 농도에서 광용혈을 억제하였다. 특히 ethyl acetate 분획은 $10 \;{\mu}g$/mL 농도에서 ${\tau}_{50}$이 416.20 min으로 매우 큰 세포보호 효과를 나타내었다. 미백 효과측정으로는 tyrosinase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)를 측정하였는데 ethyl acetate 분획에서 $95.23 \;{\mu}g$/mL로 나타났으며 elastase의 활성 저해 효과($IC_{50}$)는 50 % 에탄올 추출물과 ethyl acetate 분획이 각각 6.27, $4.31\;{\mu}g$/mL로 나타났다. 이상의 결과들은 큰뱀무 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써, 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리킨다. 또한 큰뱀무 추출물의 ethyl acetate 분획의 tyrosinase, elastase 저해활성으로부터 항산화 및 항노화 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하였다.
In this study, antioxidative effects and inhibitory effects of Geum aleppicum Jacq. extracts on tyrosinase and elastase were investigated. The ethyl acetate fraction of G. aleppicum Jacq. extract ($4.70\;{\mu}g$/mL) showed the most prominent free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DP...
In this study, antioxidative effects and inhibitory effects of Geum aleppicum Jacq. extracts on tyrosinase and elastase were investigated. The ethyl acetate fraction of G. aleppicum Jacq. extract ($4.70\;{\mu}g$/mL) showed the most prominent free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) scavenging activity (FSC50). Reactive oxygen species (ROS) scavenging activities ($OSC_{50}$) of some G. aleppicum Jacq. extracts on ROS generated in $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ system were investigated using the luminol-dependent chemiluminescence assay. The ethyl acetate fraction showed the most prominent ROS scavenging activity ($0.22 \;{\mu}g$/mL). The protective effects of extract/fraction of G. aleppicum Jacq. against the rose-bengal sensitized photohemolysis of human erythrocytes were investigated. The G. aleppicum Jacq. extracts suppressed photohemolysis in a concentration dependent manner ($1{\sim}25{\mu}g$/mL), particularly the ethyl acetate fraction exhibited the most prominent celluar protective effect (${\tau}_{50}$, 416.20 min at $10 \;{\mu}g$/mL). The inhibitory effect of G. aleppicum Jacq. extracts on tyrosinase and elastase were investigated to assess their whitening and anti-winkle efficacy. The half maximal inhibitory concentration ($IC_{50}$) of the ethyl acetate fraction on tyrosinase was $95.23\;{\mu}g$/mL. The $IC_{50}$ of 50 % ethanol extract and the ethyl acetate fraction on elastase were $6.27 \;{\mu}g$/mL and $4.31 \;{\mu}g$/mL, respectively. These results indicate that extract/fraction of G. aleppicum Jacq. can function as antioxidants in biological systems, particularly skin exposed to UV radiation by scavenging $^1O_2$ and other ROS, and protect cellular membranes against ROS. Especially the ethyl acetate fraction of G. aleppicum Jacq. extracts could be applicable to new functional cosmetics for antioxidant, antiaging.
In this study, antioxidative effects and inhibitory effects of Geum aleppicum Jacq. extracts on tyrosinase and elastase were investigated. The ethyl acetate fraction of G. aleppicum Jacq. extract ($4.70\;{\mu}g$/mL) showed the most prominent free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) scavenging activity (FSC50). Reactive oxygen species (ROS) scavenging activities ($OSC_{50}$) of some G. aleppicum Jacq. extracts on ROS generated in $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ system were investigated using the luminol-dependent chemiluminescence assay. The ethyl acetate fraction showed the most prominent ROS scavenging activity ($0.22 \;{\mu}g$/mL). The protective effects of extract/fraction of G. aleppicum Jacq. against the rose-bengal sensitized photohemolysis of human erythrocytes were investigated. The G. aleppicum Jacq. extracts suppressed photohemolysis in a concentration dependent manner ($1{\sim}25{\mu}g$/mL), particularly the ethyl acetate fraction exhibited the most prominent celluar protective effect (${\tau}_{50}$, 416.20 min at $10 \;{\mu}g$/mL). The inhibitory effect of G. aleppicum Jacq. extracts on tyrosinase and elastase were investigated to assess their whitening and anti-winkle efficacy. The half maximal inhibitory concentration ($IC_{50}$) of the ethyl acetate fraction on tyrosinase was $95.23\;{\mu}g$/mL. The $IC_{50}$ of 50 % ethanol extract and the ethyl acetate fraction on elastase were $6.27 \;{\mu}g$/mL and $4.31 \;{\mu}g$/mL, respectively. These results indicate that extract/fraction of G. aleppicum Jacq. can function as antioxidants in biological systems, particularly skin exposed to UV radiation by scavenging $^1O_2$ and other ROS, and protect cellular membranes against ROS. Especially the ethyl acetate fraction of G. aleppicum Jacq. extracts could be applicable to new functional cosmetics for antioxidant, antiaging.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
, · OH 등)가 생성되는 계에서의 이들 ROS에 대한 총항산화능에 관한 연구는 아직 되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 화장품 원료로서 사용 가능한 큰뱀무 추출물을 제조하여 이들 추출물(혹은 분획)의 1O2으로 유도된 세포손상에 대한 보호 활성과 free radical 소거활성, Fe3+-EDTA/H2O2계에서 생성된 활성산소에 대한 총항산화능, tyrosinase, elastase 활성 저해 효과를 측정함으로써 항산화 및 항노화 화장품 소재로서의 개발 가능성이 있는지를 검토하였다.
제안 방법
1 mL를 혼합한 후 37 ℃에서 10 min 동안 항온 배양한 다음, 반응혼합물을 얼음수조에 넣어 반응을 종결시키고, 475 nm에서 흡광도를 측정하였다. Tyrosinase를 첨가하지 않은 것을 공시험(blank)으로 하여 효소활성 저해를 계산하였다. 활성의 크기는 0.
광용혈에 필요한 광조사는 내부를 검게 칠한 50 × 20 × 25 cm 크기의 상자 안에 20 W 형광등을 장치하고, 형광등으로부터 5 cm 거리에 적혈구 현탁액이 담긴 파이렉스 시험관을 형광등과 평행이 되도록 배열한 후 15 min동안 광조사하였다.
광용혈에 필요한 광조사는 내부를 검게 칠한 50 × 20 × 25 cm 크기의 상자 안에 20 W 형광등을 장치하고, 형광등으로부터 5 cm 거리에 적혈구 현탁액이 담긴 파이렉스 시험관을 형광등과 평행이 되도록 배열한 후 15 min동안 광조사하였다. 광조사가 끝난 후 암반응(postincubation) 시간에 따른 적혈구의 파괴정도를 15 min 간격으로 700 nm에서 투광도(transmittance, %)로부터 구하였다. 이 파장에서 적혈구 현탁액의 투광도의 증가는 적혈구의 용혈정도에 비례한다.
2 mM DPPH 용액 1 mL에 에탄올 1 mL를 첨가하고 여러 농도의 추출물 1 mL을 첨가하여 섞은 다음 실온에서 10 min 동안 방치 후 spectrophotometer로 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 그 활성의 크기는 시료를 넣지 않은 경우를 대조군(control)으로 하고 시료를 넣은 것을 실험군(experiment)으로 하여 다음 식에 의해 DPPH의 활성 저해율을 나타내었다. 소거 활성은 DPPH 의 농도가 50 % 감소되는데 필요한 시료의 농도(free radical scavenging activity, FSC50, µg/mL)로서 표기하였다.
대조군(control)은 시료용액 대신에 증류수를 넣고, 공시험(blank)은 시료군과 조건이 동일하나 H2O2와 FeCl3 · 6H2O을 첨가하지 않은 것으로 하였다.
대조군은 시료대신 시료용액으로 사용된 용매를 100 µL 첨가하였다.
암소에서 30 min 동안 pre-incubation시킨 후, 광증감제 rose-bengal (12 µM) 0.5 mL를 가하고 파라필름(Whatman laboratory sealing film, UK)으로 입구를 막은 후 15 min 동안 광조사하였다.
추출물을 농도별로 각각 50 µL씩 첨가하였다.
큰뱀무 추출물의 광용혈에 미치는 효과는 post-incubation 시간과 용혈정도로 구성된 그래프로부터 적혈구의 50 %가 용혈되는 시간인 τ50을 구하여 비교하였다.
대조군(control)은 시료용액 대신에 증류수를 넣고, 공시험(blank)은 시료군과 조건이 동일하나 H2O2와 FeCl3 · 6H2O을 첨가하지 않은 것으로 하였다. 화학발광기 6-channel LB9505 LT의 각 채널은 실험 전에 보정하여 채널간의 차이가 거의 없도록 하였다. 화학발광으로 측정한 저해율을 다음 식과 같이 나타내었고, 활성산소 소거활성의 크기는 화학발광의 세기가 50 % 감소되는데 필요한 시료의 농도(reactive oxygen species scavenging activity, OSC50, µg/mL)로서 표기하였다.
대상 데이터
(+)-α-Tocopherol (1,000 IU vitamin E/g), L-ascorbic acid, arbutin, oleanolic 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.
UV-visible spectrophotometer는 Varian (Australia)의 Cary 50, 적혈구 광용혈에 사용한 Spectronic 20D는 Milton Roy Co. (USA) 제품, 화학발광기는 Berthold (Germany)의 6-channel LB9505 LT를, pH meter는 Istek (Korea) 제품을 사용하였다.
완충용액제조에 사용된 Na2HPO4· 12H2O, NaH2PO4 · 2H2O, NaCl, 그리고 trizma base, HCl, 에탄올(EtOH), 메탄올(MeOH), ethyl acetate (EtOAc) 등 각종 용매는 시판 특급 시약을 사용하였다. 기질로 사용된 L-tyrosine, N-succinyl-(Ala)3-p-nitroanilide, 효소로 사용된 tyrosinase (9.3 mg solid, 5,370 units/mg solid), elastase (4.0 mg protein/mL, 6.0 units/mg protein)는 Sigma Chemical Co. (USA)에서 구입하여 사용하였다. 실험 재료인 큰뱀무는 한국식물추출물은행에서 2002년 4월경에 채취하여 건조한 것을 구입하여 사용하였다.
기타 FeCl3 · 6H2O는 Junsei Chemical Co. (Japan) 제품을, H2O2는 Dae Jung Chemical & Metals (Korea) 제품을 사용하였다.
본 실험에서 사용한 Fe3+-EDTA/H2O2계는 각종 ROS (O2·-, · OH, 그리고 H2O2)를 생성시킨다.
(USA)에서 구입하여 사용하였다. 실험 재료인 큰뱀무는 한국식물추출물은행에서 2002년 4월경에 채취하여 건조한 것을 구입하여 사용하였다.
실험에 사용된 적혈구 현탁액은 700 nm에서 O.D.가 0.6이었으며 이때 적혈구 수는 1.5 × 107 cells/mL이었다.
완충용액제조에 사용된 Na2HPO4· 12H2O, NaH2PO4 · 2H2O, NaCl, 그리고 trizma base, HCl, 에탄올(EtOH), 메탄올(MeOH), ethyl acetate (EtOAc) 등 각종 용매는 시판 특급 시약을 사용하였다.
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 min까지는 용혈이 거의 일어나지 않았다. 모든 실험은 4회 반복하여 평균하였다. 상대적인 광용혈 보호 효과는 아래와 같이 나타내었다.
이론/모형
Free radical은 노화, 특히 피부노화의 원인 물질로 간주되고 있다. 큰뱀무 추출물에 대한 free radical 소거활성 측정은 DPPH를 이용하였다. 실험방법은 메탄올에 용해시킨 0.
대조군(control)은 τ50이 31 min으로 오차범위 ± 1 min 이내로 모든 경우의 실험에서 재현성이 양호하게 나타났다.
따라서 세포보호 효과는 10 µg/mL에서 50 % 에탄올 추출물(148.20 min) < ethyl acetate 분획(416.20 min) 순으로 나타났고, 이는 지용성 항산화제이며 비타민 E 성분인 (+)-α-tocopherol에 비해 매우 큰 세포보호 활성을 보여주었다.
22 µg/mL로 나타났다. 따라서 총항산화능은 ethyl acetate 추출물이 50 % 에탄올 추출물보다 활성산소 소거활성이 큼을 알 수 있다. 50 % 에탄올 추출물과 ethyl acetate 분획 모두 비교물질로 사용한 L-ascorbic acid (1.
9 µg/mL이었다. 따라서 큰뱀무 추출물의 50 % 에탄올 추출물과 ethyl acetate 분획의 elastase 저해활성은 비교물질로 사용한 oleanolic acid보다 큼을 알 수 있다.
31 µg/mL으로 나타났다. 이상의 결과들은 큰뱀무 추출물의 항산화 작용과 더불어 ethyl acetate 분획의 tyrosinase, elastase 저해활성 측정으로부터 기능성 화장품원료로서 응용 가능성이 있음을 시사한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
큰뱀무의 전초는 어떤 외형적 특징이 있는가?
)는 장미과의 여러해살이풀로 전국의 산골짜기에서 자라며, 일본, 만주, 몽고, 시베리아, 유럽에 분포한다. 전초는 오기조양초(五氣朝陽草)라고 하며, 같은 과 식물인 뱀무에 비해 작은 꽃자루에 퍼진 털이 있고 과탁의 털이 짧다[18]. 중국에 자생하는 큰뱀무의 성분으로는 benzoic acid, gallate acid, salicylic acid, vanilin, 3,4,5-trihydoxybenzoic dehyde, 3,4,5-triydoxybenzoic acid ethyl ester 등이 알려져 있으며[19], 큰뱀무의 메탄올 추출물은 항산화 효능이 있는 것으로 보고되었다[20].
피부에서 과잉으로 생성되는 활성산소종은 무엇을 포함하는가?
여기서 말하는 활성산소종은 1O2 (singlet oxygen) 및 H2O2 (hydrogen peroxide)와 같은 몇 종류의 비라디칼들을 비롯하여 O2·- (superoxide anion radical)이나 · OH(hydroxy radical)과 같은 산소 라디칼들이 있고, 광범위한 범위에서는 생체성분과의 반응으로 유래된 ROO · (peroxyl radical), RO · (alkoxyl radical), ROOH (hydroperoxide) 및 HOCl (hypochlorous acid) 등을 포함한다[8,9].
중국에 자생하는 큰뱀무의 성분은 무엇인가?
전초는 오기조양초(五氣朝陽草)라고 하며, 같은 과 식물인 뱀무에 비해 작은 꽃자루에 퍼진 털이 있고 과탁의 털이 짧다[18]. 중국에 자생하는 큰뱀무의 성분으로는 benzoic acid, gallate acid, salicylic acid, vanilin, 3,4,5-trihydoxybenzoic dehyde, 3,4,5-triydoxybenzoic acid ethyl ester 등이 알려져 있으며[19], 큰뱀무의 메탄올 추출물은 항산화 효능이 있는 것으로 보고되었다[20]. 큰뱀무는 동양에서 거풍제습, 활혈소종의 효능이 있고, 요퇴비통, 이질, 붕루백대(崩漏白帶), 질타손상, 인통 나력을 치료하는데 쓰인다[18].
참고문헌 (20)
D. Y. Kang, M. O. Shin, J. H. Son, and S. J. Bae, The antioxidative and antimicrobial effects of Celastrus orbiculatus, J. Life Science, 19(1), 52 (2009).
C. K. Zhoh, B. N. Kim, S. H. Hong, and C. G. Han, The antimicrobial effects of natural aromas for substitution of parabens, J. Soc. Cosmet. Scientists Korea, 28(1), 166 (2002).
K. Shimizu, R. Kondo, K. Sakai, N. Takeda, and T. Nagahata, The skin-lightening effects of artocarpin on UVB-indused pigmentation, Planta Med., 68(1), 79 (2002).
B. A. Jukiewicz, D. L. Bissett, and G. R. Buettner, Effect of topically applied tocopherol on ultraviolet radiation-mediated free radical damage in skin, J. Invest. Dermatol., 104, 484 (1995).
D. L. Black, R. Chatterjee, and D. P. Hannon, Chronic ultraviolet radiation-induced increase in skin iron and the photoprotective effect of topically applied iron chelators, Photochem. Photobio., 54(2), 215 (2008).
M. Kubo and H. Matsuda, Development studies of cuticle and medicinal drugs from natural sources on melanin biosynthesis, Fragrance J., 8, 48 (1995).
J. C. Fantone and P. A. Ward, Role of oxygen- derived free radicals and metabolites in leukocyte dependent inflammatory reaction, Ann. J. Path., 107, 397 (1982).
S. N. Park, Effect of natural products on skin cells: action and suppression of reactive oxygen species, J. Soc. Cosmet. Scientists Korea, 25(2), 77 (1999).
C. Garrel and M. Fontecave, Analysis of free radicals in biological systems, eds. A. E. Favier, J. Cadet, B. Kalyanaraman, M. Fontecave, and J. L. Pierre, 21, Birkhauser-Verlag, Basel (1995).
N. Hogg, Analysis of free radicals in biological systems, eds. A. E. Favier, J. Cadet, B. Kalyanaraman, M. Fontecave, and J. L. Pierre, 21, Birkhauser- Verlag, Basel (1995).
J. L. Pierre, Analysis of free radicals in biological systems, eds. A. E. Favier, J. Cadet, B. Kalyanaraman, M. Fontecave, and J. L. Pierre, 21, Birkhauser- Verlag, Basel (1995).
G. W. Burton and K. U. Ingold, Vitamin E: application of the principles of physics organic chemistry to the exploration of its structure and function, Acc. Chem. Res., 19, 194 (1986).
K. Scharffetter-Kochanek, Photoaging of the connective tissue of skin: its prevention and therapy, antioxidants in disease mechanism and therapy, Advances in Pharmacology, 38, 639 (1997).
D. L. Bissett, R. Chatterjee, and D. P. Hannon, Chronic ultraviolet radiation-induced increase in skin iron and the photoprotective effect of topically applied iron chelators, Photochem. Photobiol., 54, 215 (1991).
D. L. Bissett and J. F. McBride, Iron content of human epidermis from sun-exposed and non-exposed body sites, J. Soc. Cosmet, Chem., 43, 215 (1992).
C. Joshi, C. Carrarob, and A. Pathak, Involvement of reactive oxygen species in the oxidation of tyrosine and dopa to melanin and in skin tanning, Biochemical and Biophysical Research Communications, 142(1), (1987).
S. N. Park, Skin aging and antioxidant, J. Soc. Cosmet. Scientists Korea, 23(1), 75 (1997).
K. H. Bae, The medicinal plants of Korea, J. S. Hwang, Kyo-Hak Publishing Co., Seoul (2000).
G. LI, X. Yang, Y. Wang, F. Mu, L. Dong, D. Chen, and H. LI, Isolation and structure identification of phenolic compounds from Geum aleppicum Jacq., Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2, (2006).
Y. H. Choi, M. J. Kim, H. S. Lee, C. Hu, and S. S. Kwak, Antioxidants in leaves of Rosa rugosa, Kor. J. Pharmacogn., 28, 179 (1997).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.