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문제 정의
- 하지만, Lim 등[22]의 보고에 의하면 같은 농도의 감태와 패 메탄올 추출물을 제외하고는 43종의 해조류 추출물보다 높은 SOD 활성을 나타내었다. 따라서, 매생이 열수와 에탄올 추출물의 SOD 유사활성에 대해서는 그 기대치가 낮을 것으로 판단되지만, 다른 해조류들 보다 우수한 항산화 활성을 나타내고 있음을 알 수 있었고, 지금까지 매생이의 SOD 유사활성에 대한 보고는 없으므로 본 연구결과는 학문적 기초자료로써의 가치만 있음을 시사하고 있다.
- 따라서, 매생이 열수와 에탄올 추출물의 숙취해소 효과에 대해서는 그 기대치가 낮을 것으로 판단 되지만, 알콜 분해와 숙취에 효과가 있는 것으로 알려진 헛개 나무 추출물을 이용하여 분석한 Kim 등[12]의 in vivo 실험에서 헛개나무 추출물의 ADH 활성 증진이 108-114% 정도로 나타나고 있으므로 매생이 에탄올 추출물에서 의미있는 알콜 분해능을 예측할 수 있다. 또한, 지금까지 해조류 추출물의 알콜 분해능에 대한 보고는 없으므로 본 연구결과는 학문적 기초자료로써의 가치가 있음을 시사하고 있다.
- 본 연구에서는 매생이 열수와 에탄올 추출물의 SOD 유사활성을 분석하고자 하였는데, 그 결과 1 mg/ml 농도에서 각각 2.6, 1.7%였다(Table 2). 이를 positive control로 사용한 0.
- 이에 본 연구에서는 매생이의 다양한 생리활성을 알아보기 위해 매생이 열수 추출물과 에탄올 추출물의 항산화능, 혈압 및 혈당 강하효능, 미용효과, 숙취해소능 등에 대해 조사함으로써 매생이를 활용한 기능성 소재개발의 기초자료로 제시하고자 한다.
제안 방법
- ADH 활성도는 Choi 등[6]과 Racker의 방법[29]을 변형하였는데, spectrophotometer를 이용하여 340 nm에서 형성되는 NADH의 흡광도를 측정함으로써 나타내었다. 즉, 시험관에 alcohol, NAD (Sigma) 수용액, 시료 0.
- ALDH의 활성도는 Tottmar 등의 방법[31]을 변형하여 NADH 생성에 따른 흡광도의 변화를 spectrophotometer(Amersham Pharmacia Biotech UK Ltd.)를 이용하여 340 nm에서 측정하였다. 즉, ALDH의 활성도 측정을 위해 증류수, 1 M Tris-HCl buffer (pH 7.
- 대조구로서는 추출물 대신 추출용매 50 μl을 가해 실험을 하였고, positive control은 captopril을 사용하였으며, ACE 저해 활성효과는 다음 계산식을 이용하여 계산하였다.
- 매생이 열수와 에탄올 추출물에 의한 숙취 해소능을 생화학적으로 분석하기 위해 체내 알콜 대사의 1차 관여 효소인 ADH의 활성 증진 정도를 측정하였다. 또한 acetaldehyde의 분해에 직접적인 영향을 미치는 효소인 ALDH의 활성에 매생이 열수와 에탄올 추출물이 미치는 영향을 분석하였다. 숙취의 주 원인물질인 acetaldehyde는 체내에서 흡수된 알코올이 분해 시 생성되는 대사산물인데 단순히 ADH만 활성화 시키면 혈중 알콜 농도는 빠르게 감소시킬 수 있으나 간이나 혈액에 남아있는 acetaldehyde는 계속 축적이 되어 심한 숙취를 일으킬 수 있는 가능성이 있다.
- 매생이 열수와 에탄올 추출물에 의한 숙취 해소능을 생화학적으로 분석하기 위해 체내 알콜 대사의 1차 관여 효소인 ADH의 활성 증진 정도를 측정하였다. 또한 acetaldehyde의 분해에 직접적인 영향을 미치는 효소인 ALDH의 활성에 매생이 열수와 에탄올 추출물이 미치는 영향을 분석하였다.
- 이후 믹서기(HMF-1000A, Hanil Electronics, Seoul, Korea)로 분쇄한 매생이 중 30 mesh 이하의 것을 추출용 시료로 사용하였다. 매생이의 열수 추출물은 분쇄된 매생이 시료 20 g에 증류수 1 l를 가하고, 90℃에서 6시간 동안 추출하여 얻었으며, 에탄올 추출물은 80% 에탄올로 24시간 추출하여 얻었다. 추출한 다음은 Whatman No.
- , Tokyo, Japan)에서 농축하고 다시 -70℃에서 동결건조한 것을 시료로 사용하였다. 시료 추출물의 수율은 열수 추출물 20%, 에탄올 추출물 39.5%로, 각 생리활성 측정시 시료는 증류수에 농도별로 용해한 후 측정하였다.
- 전자공여능(Electron donating ability, EDA)은 EDA (%)=(대조구흡광도-시료첨가구흡광도)/대조구흡광도☓100으로 계산하였다. 시료를 첨가하지 않은 대조그룹과 흡광도 차를 비교하여 라디칼의 제거활성을 백분율로 나타내었다. Positive control은 항산화제로 알려져 있는 Vit C를 사용하였다.
- 96 well plate에 시료와 DPPH용액을 1:4비율로 혼합하여 37℃에서 30분간 반응시킨 후, ELISA reader (Molecular Device, VersaMax Microplate Reader, Los Angeles, CA, USA)를 이용하여 520 nm 에서 흡광도를 측정 하였다. 전자공여능(Electron donating ability, EDA)은 EDA (%)=(대조구흡광도-시료첨가구흡광도)/대조구흡광도☓100으로 계산하였다. 시료를 첨가하지 않은 대조그룹과 흡광도 차를 비교하여 라디칼의 제거활성을 백분율로 나타내었다.
- )를 이용하여 340 nm에서 측정하였다. 즉, ALDH의 활성도 측정을 위해 증류수, 1 M Tris-HCl buffer (pH 7.5), 3 M KCl, 시료, 20 mM NAD(Sigma), 0.33 M 2-mercaptoethanol, 0.1 M acetaldehyde(Sigma)를 혼합한 다음 25℃에서 10분간 반응시키고 ALDH(1 unit/ml, Sigma)를 가하여 340 nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다. 이때 대조구는 시료대신 증류수를 넣은 것으로 하였다.
- ADH 활성도는 Choi 등[6]과 Racker의 방법[29]을 변형하였는데, spectrophotometer를 이용하여 340 nm에서 형성되는 NADH의 흡광도를 측정함으로써 나타내었다. 즉, 시험관에 alcohol, NAD (Sigma) 수용액, 시료 0.1 ml를 첨가하고 0.01 M glycine-NaOH 완충용액(pH 8.8)을 총 부피가 1.8 ml가 되게 첨가한 후 25℃ 항온수조에서 10분간 반응시키고 ADH (10 unit/ml, Sigma)를 가하여 340 nm에서 spectrophotometer(Amersham Pharmacia Biotech UK Ltd.)를 이용하여 흡광도의 변화를 측정하였다. 이때 대조구는 시료대신 증류수를 넣은 것으로 하였다.
대상 데이터
- 이때 대조구는 시료대신 증류수를 넣은 것으로 하였다. Positive control로 사용한 hepos는 약국에서 구입한 것으로, 처방전에 따라 1/2로 희석하여 사용하였다. ADH의 활성은 반응 종료시의 최대 흡광도를 대조구의 최대 흡광도에대한 비율로 나타내었으며 다음과 같은 식으로 계산하였다.
- SOD 유사활성은 시료 첨가구와 무첨가구 사이의 흡광도 차이를 백분율 (%)로 나타내었다. Positive control은 항산화제로 알려져 있는 Vit C (Sigma)를 사용하였다.
- 시료를 첨가하지 않은 대조그룹과 흡광도 차를 비교하여 라디칼의 제거활성을 백분율로 나타내었다. Positive control은 항산화제로 알려져 있는 Vit C를 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 매생이(C. fulvescens)는 전남 완도산을 냉동상태의 생체로 구입하여 깨끗이 씻은 후 일주일 동안 음지에서 자연 건조 시켰다. 이후 믹서기(HMF-1000A, Hanil Electronics, Seoul, Korea)로 분쇄한 매생이 중 30 mesh 이하의 것을 추출용 시료로 사용하였다.
- fulvescens)는 전남 완도산을 냉동상태의 생체로 구입하여 깨끗이 씻은 후 일주일 동안 음지에서 자연 건조 시켰다. 이후 믹서기(HMF-1000A, Hanil Electronics, Seoul, Korea)로 분쇄한 매생이 중 30 mesh 이하의 것을 추출용 시료로 사용하였다. 매생이의 열수 추출물은 분쇄된 매생이 시료 20 g에 증류수 1 l를 가하고, 90℃에서 6시간 동안 추출하여 얻었으며, 에탄올 추출물은 80% 에탄올로 24시간 추출하여 얻었다.
데이터처리
- 본 실험에서 얻은 결과는 각 시료마다 세 번씩 반복 실험을 통해 실험군당 평균과 표준편차를 계산하여 나타내었다.
이론/모형
- α-Glucosidase 활성억제 효과 측정은 Tibbot 등의 방법[30]에 따라 측정하였다.
- 이때 대조구는 시료대신 증류수를 넣은 것으로 하였다. Positive control은 ADH 활성 측정에서 사용한 것과 동일한 것으로 하였으며, ALDH의 활성은 ADH 활성 계산식에 따라 측정 되었다.
- SOD 유사활성은 Marklund 와 Marklund의 방법[23]에 따라 활성 산소종을 과산화수소(H2O2)로 전환시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol (Sigma)의 생성량을 측정하여 나타내었다. 시료를 농도별로 희석하여, 10 μl씩 96 well plate에 첨가한 후, Tris-HCl buffer (50 mM Tris aminomethane, 10 mM EDTA, pH 8.
- 매생이 추출물의 ACE저해 활성은 Cushman 등의 방법[7]에 따라 측정하였으며, 조효소액은 rabbit lung acetone powder(Sigma)를 0.3 M NaCl을 함유한 0.1 M sodium borate buffer (pH 8.3)에 1 g/ml (w/v)의 농도로 4℃에서 24시간 추출한 후, 4℃, 4,000 rpm에서 40분간 원심 분리하여 상등액을 ACE 조효소액으로 사용하였다. 기질은 0.
- 매생이 추출물의 전자공여능은 Blois의 방법[1]에 따라 DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)에 대한 수소공여 효과로 측정하였다. DPPH 용액은 100 ml 에탄올에 DPPH 1.
- 시료의 elastase 저해활성은 James의 방법[9]에 따라 측정하였다. 즉, 0.
성능/효과
- 9%의 저해활성을 나타냈다. 1 mg/ml 농도에서는 열수와 에탄올 추출물의 혈당강하활성이 각각 1.4, 67.3%로써 비교적 높은 효능을 매생이 에탄올 추출물이 가지고 있음을 시사하고 있으며, 이러한 매생이의 혈당강하능은 기존 보고가 전혀 없었던 최초의 것으로 의미가 있다고 사료된다. 지금까지 혈당조절과 연관된 해조류에 관한 보고는 Lee 등[19]의 모자반종에 관한 것으로 지충이와 괭생이 모자반의 α-glucosidase억제활성 보다 같은 농도의 매생이 에탄올 추출물의 활성이 더 높았음을 확인 할 수 있었다.
- 본 연구에서는 매생이 열수와 에탄올 추출물로부터 제2형 당뇨병 환자의 당 분해를 억제할 수 있는 기능성을 찾기 위해α-glucosidase 저해활성을 살펴 본 결과를 Table 4에 나타내었다. 대조구인 acarbose 0.5 mg/ml에서는 40.4%의 저해효과를 나타냈고, 매생이 열수와 에탄올 추출물은 같은농도에서 각각 1.4, 25.9%의 저해활성을 나타냈다. 1 mg/ml 농도에서는 열수와 에탄올 추출물의 혈당강하활성이 각각 1.
- 5 mg/ml에서 elastase를 32% 정도 저해하는 것으로 알려져 있다[14,26,34]. 따라서, 매생이 열수와 에탄올 추출물에서 elastase 저해활성이 elastase 저해제로 잘 알려져 있는 대조군과 유사하게 나타나고 있어 천연 주름 억제제로서의 이용가능성을 확인 할 수 있었다. 또한, 지금까지 해조류의 elastase 억제 효과에 대해서는 Cho 등[4]과 Bu 등[2]의 감태 추출물에서만보고되었는데 본 연구결과의 매생이 열수 추출물과 유사한 활성을 나타내고 있어 매생이 열수 추출물의 피부 주름 개선 효과를 증명하고 있다.
- 즉, 10 mg/ml 매생이 열수와 에탄올 추출물의 ADH 활성 촉진율이 각각 109, 113%를 나타내었고, ALDH 활성 촉진율에는 전혀 영향을 미치지 않았다. 따라서, 매생이 열수와 에탄올 추출물의 숙취해소 효과에 대해서는 그 기대치가 낮을 것으로 판단 되지만, 알콜 분해와 숙취에 효과가 있는 것으로 알려진 헛개 나무 추출물을 이용하여 분석한 Kim 등[12]의 in vivo 실험에서 헛개나무 추출물의 ADH 활성 증진이 108-114% 정도로 나타나고 있으므로 매생이 에탄올 추출물에서 의미있는 알콜 분해능을 예측할 수 있다. 또한, 지금까지 해조류 추출물의 알콜 분해능에 대한 보고는 없으므로 본 연구결과는 학문적 기초자료로써의 가치가 있음을 시사하고 있다.
- 따라서, 본 연구결과는 매생이 에탄올 추출물이 탄수화물의 소화 과정에서 α-glucosidase에 의한 단당류 생성을 저해함으로써 식사 후 혈당이 급격히 상승하는 등의 증상을 효과적으로 제어할 수 있음을 간접적으로 시사하고 있다.
- 이로써 매생이 열수 추출물이 에탄올 추출물보다 더 높은 elastase 저해활성을 가지고 있으며, 추출용매에 따라 그 정도가 달라질 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 elastase 저해 효과로 알려져 있는 Vit C 1 mg/ml의 농도에서 50.9%의 저해 활성이 나타났으며, 활성저해제인 oleanolic acid는 농도 0.5 mg/ml에서 elastase를 32% 정도 저해하는 것으로 알려져 있다[14,26,34]. 따라서, 매생이 열수와 에탄올 추출물에서 elastase 저해활성이 elastase 저해제로 잘 알려져 있는 대조군과 유사하게 나타나고 있어 천연 주름 억제제로서의 이용가능성을 확인 할 수 있었다.
- 이러한 ACE의 활성 저해인자로는 저분자 peptide들과 그 유도체들, 녹차에 존재하는 catechin과 메밀의 rutin과 같은 polyphenol 성분들이 대표적으로 알려져 있다[24]. 이러한 ACE의 작용을 억제하기 위한 활성이 매생이에서 나타나는지 알아보기 위해매생이 열수와 에탄올 추출물로 분석하였는데, 그 결과 1 mg/ml 농도에서 각각 5.9, 49.7%였다(Table 3). 이를 현재 시판되고 있는 항고혈압제인 captopril 0.
- 2%의 저해활성이 나타났다. 이로써 매생이 열수 추출물이 에탄올 추출물보다 더 높은 elastase 저해활성을 가지고 있으며, 추출용매에 따라 그 정도가 달라질 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 elastase 저해 효과로 알려져 있는 Vit C 1 mg/ml의 농도에서 50.
- 0%의 활성이 나타났는데 매생이 열수 추출물에서는 그다지 크지 않지만 에탄올 추출물은 낮지 않은 ACE 저해 활성을 보이고 있다. 이로써 매생이 추출물의 항고혈압 활성은 추출용매에 따라그 정도가 달라질 수 있음을 확인 할 수 있었다. 뿐만 아니라, Cha 등[3]의 보고에 의하면 본 연구의 매생이 에탄올 추출물에 대한 항고혈압활성이 같은 농도의 패, 모자반 메탄올 추출물보다 높거나 유사하게 나타났으므로 천연의 항고혈압 소재로써 해조류 매생이의 이용가능성을 예견케 하였다.
- 특히 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical 소거법은 항산화물질의 전자공여능을 이용한 항산화 측정법으로써 주로 phenolic 구조와 aromatic amine 화합물에서 많이 사용되는 방법이다. 이에 본 연구에서는 매생이 열수와 에탄올 추출물의 항산화 효과를 DPPH radical 제거 정도를 측정하여 전자공여능으로 나타내었는데, 그 결과 1 mg/ml 농도에서 각각 5.3, 10.8%였다(Table 1). 이를 positive control로 사용한 0.
- 이에, 본 연구에서는 매생이 열수와 에탄올 추출물의 주름 예방효능에 대해 분석하기 위해 elastase 저해활성을 조사하여그 결과를 Table 6에 나타내었다. 전반적으로 농도가 높아짐에 따라 비례적으로 저해활성이 증가하였는데, 매생이 열수와 에탄올 추출물 5 mg/ml에서 각각 66.3, 38.7%로 나타났으며, 10 mg/ml에서는 각각 75.9, 51.2%의 저해활성이 나타났다. 이로써 매생이 열수 추출물이 에탄올 추출물보다 더 높은 elastase 저해활성을 가지고 있으며, 추출용매에 따라 그 정도가 달라질 수 있음을 확인하였다.
- 게다가 추출물의 농도가 증가함에도 불구하고 그 활성이 크게 증가하지 않았다. 즉, 10 mg/ml 매생이 열수와 에탄올 추출물의 ADH 활성 촉진율이 각각 109, 113%를 나타내었고, ALDH 활성 촉진율에는 전혀 영향을 미치지 않았다. 따라서, 매생이 열수와 에탄올 추출물의 숙취해소 효과에 대해서는 그 기대치가 낮을 것으로 판단 되지만, 알콜 분해와 숙취에 효과가 있는 것으로 알려진 헛개 나무 추출물을 이용하여 분석한 Kim 등[12]의 in vivo 실험에서 헛개나무 추출물의 ADH 활성 증진이 108-114% 정도로 나타나고 있으므로 매생이 에탄올 추출물에서 의미있는 알콜 분해능을 예측할 수 있다.
- 1 mg/ml의 Vit C와 비교해 볼 때 아주 낮은 DPPH radical 소거능을 나타내고 있는데, 추출물의 농도가 증가함에 따라 그 활성이 증가하기 때문에 매생이로부터의 항산화 활성을 기대할 수 있을 것으로 보인다. 즉, 10 mg/ml의 매생이 열수와 에탄올 추출물에서 각각 10.8, 62.4%의 활성이 나타났는데 매생이 열수 추출물에서는 그다지 크지 않지만 에탄올 추출물은 낮지 않은 항산화 활성을 보였다. 이는 Cho 등[5]의 보고와 일치하는데, 이로써 매생이 추출물의 항산화활성은 추출용매에 따라 그 정도가 달라질 수 있음을 확인 할 수 있었다.
- 게다가 추출물의 농도가 증가함에도 불구하고 그 활성이 크게 증가하지 않았다. 즉, 10 mg/ml의 매생이 열수와 에탄올 추출물에서 각각 13.8, 27.1%로 그다지 높지 않은 SOD활성을 보였다. 하지만, Lim 등[22]의 보고에 의하면 같은 농도의 감태와 패 메탄올 추출물을 제외하고는 43종의 해조류 추출물보다 높은 SOD 활성을 나타내었다.
- 9%와 비교해 볼 때 낮은 ACE 저해 활성을 나타내고 있는데, 추출물의 농도가 증가함에 따라 그 활성이 증가하기 때문에 매생이로부터의 항고혈압 활성을 기대할 수 있다. 즉, 10 mg/ml의 매생이 열수와 에탄올 추출물에서 각각 33.8, 85.0%의 활성이 나타났는데 매생이 열수 추출물에서는 그다지 크지 않지만 에탄올 추출물은 낮지 않은 ACE 저해 활성을 보이고 있다. 이로써 매생이 추출물의 항고혈압 활성은 추출용매에 따라그 정도가 달라질 수 있음을 확인 할 수 있었다.
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