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청나래고사리와 고비 지상부의 효율적인 phytoecdysteroids 추출조건
Effective Extraction of Phytoecdysteroids from Fronds of Matteuccia struthiopteris and Osmunda japonica 원문보기

韓國資源植物學會誌 = Korean journal of plant resources, v.24 no.4, 2011년, pp.351 - 357  

신소림 (충북대학교 응용생명환경학부 원예과학과) ,  이철희 (충북대학교 응용생명환경학부 원예과학과)

초록
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본 연구는 양치식물로부터 phytoecdysteroids의 추출 효율을 향상시키기 위하여 시행하였다. 청나래고사리와 고비의 잎(엽상체)을 동결건조 한 후 곱게 분쇄하여 MeOH, 80% EtOH, $H_2O$(nano pure grade)를 용매로 하여 50배 추출하였으며, 각 용매별로 6시간 동안 침지, 교반(200 RPM), 60$^{\circ}C$ 환류냉각추출하거나 42 kHz의 초음파수조에서 15, 30, 45분 동안 추출하였다. 추출물은 $C_{18}$ cartridge로 정제하여 분석하였으며, HPLC를 이용하여 각 추출물의 20-hydroxyecdysone(20E)과 ponasterone A(PonA)의 함량을 조사하였다. 3종류의 용매를 6가지 방법으로 추출한 결과, 청나래고사리와 고비의 추출물 모두 MeOH를 용매로 30분 동안 초음파 추출했을 때 20E와 PonA의 용출량이 증가하였으며, 엽상체 건물중 1 g당 청나래고사리와 고비의 20E 함량은 66.76과 104.48 ${\mu}g$, PonA의 함량은 53.43와 43.82 ${\mu}g$이었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was carried out to investigate the effective extraction condition for increase of phytoecdysteroids from fronds of Matteuccia struthiopteris (FMS) and Osmunda japonica (FOJ). Lyophilizated fronds were mixed with three different solvents (MeOH, 80% EtOH or water) and then extraction was ca...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 양치식물로부터 phytoecdysteroids의 추출 효율을 향상시키기 위하여 시행하였다. 청나래고사리와 고비의 잎(엽상체)을 동결건조 한 후 곱게 분쇄하여 MeOH, 80% EtOH, H2O(nano pure grade)를 용매로 하여 50배 추출하였으며, 각 용매별로 6시간 동안 침지, 교반(200 RPM), 60℃ 환류냉각추출하거나 42 kHz의 초음파수조에서 15, 30, 45분 동안 추출하였다.
  • 식물체에는 다양한 천연물질이 혼재되어 있으므로 식물로부터 특정 물질의 함량을 분석할 때에는 분석 전 추출물의 정제가 매우 중요한데, phytoecdysteroids의 분석을 위한 정제방법에는 millipore 여과, phenyl boronic acid 또는 methyl boronic acid 등으로 유도체화, alkaline buffer로 용해시킨 후 PBA고정상으로 여과(Yang, 1998), boronic acid로 ester화 및 SFC 추출(Kim, 1998), SPE(solid phase extraction)법(Báthori and Pongrácz, 2005) 등이 있다. 본 연구에서는 비교적 상용화되어 있는 HPLC를 이용하여 저렴한 비용으로 빠르고 간편하게 phytoecdysteroid의 함량을 분석하기 위하여 화학적 필터와 물리적 필터가 결합된 cartridge를 이용하여 SPE법으로 추출물을 정제하였는데, 간편하고 빠른 정제과정과 안정적인 회수율을 보여 식물체에서 phytoecdysteroids를 추출하기 위한 정제법으로 적합한 것으로 생각되었다.
  • 본 연구에서는 우리나라 전역에 자생하며 예로부터 식·약용 소재로 사용되어온 양치식물인 청나래고사리와 고비의 엽상체에 함유되어 있는 20E와 PonA의 함량을 분석하였으며, 추출용매와 추출방법이 phytoecdysteroids의 추출에 미치는 영향을 구명하여 양치식물의 효율적인 phytoecdysteroids 추출방법에 관한 기초자료를 제시하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 우리나라 전역에 자생하며 예로부터 식·약용 소재로 사용되어온 양치식물인 청나래고사리와 고비의 엽상체에 함유되어 있는 20E와 PonA의 함량을 분석하였으며, 추출용매와 추출방법이 phytoecdysteroids의 추출에 미치는 영향을 구명하여 양치식물의 효율적인 phytoecdysteroids 추출방법에 관한 기초자료를 제시하고자 하였다. 특히 초음파를 이용한 빠르고 쉬운 phytoecdystreroid의 추출법을 개발하고자 하였으며, 범용적으로 사용할 수 있는 초음파수조를 이용하여 경제적인 추출방법을 제시하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 연구에서 사용한 20-hydroxyecdysone의 경우 산모에게는 신중히 투여해야 하는 이유는 무엇인가? 본 연구에서 사용한 20-hydroxyecdysone(20E)는 LD50가 낮아 독성이 적으며(Matsuda et al, 1970), 세포 증식 및 분화(Syrov and Khushbaktova, 1996), 인체 제대정맥 내피세포 분열증식 촉진(Lin et al, 1997), 항비만 및 항당뇨(Kizelsztein et al, 2009), 대뇌피질 뉴런 수용기의 GABA 신경조절 활성 영향(Okada et al, 1998), 항간질(Hanaya et al, 1997), 조골세포의 ALP 활성과 gelatinase 활성 증가와 M-CSF와 RANKL에 의해 유도된 파골세포 생성 감소 효과(Ko, 2007) 등 다양한 약리활성을 보인다. 그러나 배자독성이 있으므로 산모에게는 신중히 투여해야 한다(Kosar et al, 1997). Ponasterone A(PonA)는 생육증가 효과는 거의 없는 것으로 보고되었으나(Matsuda et al, 1970), 여성 자궁경부암 유래의 암세포주인 HeLa cell 사멸(Wang et al, 2004), 유선 혈청조직의 신속한 제거(Albanese et al, 2000) 등의 효과가 보고되어 있다.
Phytoecdysteroid는 무엇을 포함하는 화합물의 일종인가? Ecdysteroid는 곤충의 탈피호르몬이며 기원에 따라 절지동물과 갑각류에서 생산되는 zooecdysteroid와 식물에서 생산되는 phytoecdysteroid로 구분되는데, Phytoecdysteroid는 triterpenoid, triterpene saponin을 포함하는 화합물의 일종으로 phytosterol과 phytoecdysteroid로 구분되며, acetyl-CoA를 선구물질로 하여 식물 세포 내 mevalonate 경로에서 mevalonic acid에 의하여 합성된다(Dinan, 2001).
Phytoecdysteroid는 무엇으로 구분되는가? Ecdysteroid는 곤충의 탈피호르몬이며 기원에 따라 절지동물과 갑각류에서 생산되는 zooecdysteroid와 식물에서 생산되는 phytoecdysteroid로 구분되는데, Phytoecdysteroid는 triterpenoid, triterpene saponin을 포함하는 화합물의 일종으로 phytosterol과 phytoecdysteroid로 구분되며, acetyl-CoA를 선구물질로 하여 식물 세포 내 mevalonate 경로에서 mevalonic acid에 의하여 합성된다(Dinan, 2001).
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참고문헌 (21)

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  4. Dinan, L. 2001. Phytoecdysteroids: biological aspects. Phytochemistry 57:325-339. 

  5. Dinan, L. and R. Lafont 2007. Compilation of the literature reports for the screening of vascular plants, algae, fungi and non-arthropod invertebrates for the presence of ecdysteroids. Ecdybase, Cybersales, Prague, online http://ecdybase.org 

  6. Hanaya, R., M. Sasa, K. Ishihara, T. Akimitsu, K. Iida, T. Amano, T. Serikawa, K. Arita and K. Kurisu. 1997. Antiepileptic effects of 20-hydroxyecdysone on convulsive seizures in spontaneously epileptic rats. Japanese J. Pharmacol. 74:331-335. 

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  9. Kizelsztein, P., D. Govorko, S. Komarnytsky, A. Evans, Z. Wang, W.T. Cefalu and I. Raskin. 2009. 20-Hydroxyecdysone decreases weight and hyperglycemia in a diet-induced obesity mice model. American J. Physiol, Endocrinol. Metab. 296:E433-E439. 

  10. Ko, S.Y. 2007. Effects of phytoecdysteroid on the proliferation and activity of bone cells. Korean J. Oral Med. 32:129-135 (in Korean). 

  11. Kosar, K., L. Opletal, K. Vokac, J. Harmatha, M. Sovova, J. Cerovsky, F. Kratky and J. Dvorak. 1997. Embryotoxicity of 20-hydroxyecdysone and polypodine B from Leuzea carthamoides DC. Pharmazie 52:406-407. 

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  17. Reixach, N., J. Irurre-Snatilari, J. Casas, E. Mele, J. Messequer and F. Camps. 1996. Biosynthesis of ecdysteroids in in vitro prothalli cultures of Polypodium vulgare. Phytochemistry 43:597-602. 

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  19. Wang, Z., J. Zhao, L. Zhang, C.J. Yu, C.J. Wang and A.G. Yang. 2004. Establishment of Hela cell line inducibly expressing human active granzyme B. Chin. Cell. Mol. Immunol. 20:621-624. 

  20. USP XXII. 1990. NF XVII - US Pharmacopeial Convention, Rockville, MD. 

  21. Yang, C.S. 1998. Analysis of ecdysteroids in plant tissues by HPLC. MS. Thesis. Cheju Nat. Univ. pp. 5-6 (in Korean). 

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