[논문]N-methyl-N-nitro-N'-nitrosoguanidine의 변이원성에 대한 빈랑 물 추출물의 돌연변이 억제효과

오위걸; 안병용

doi:10.7783/kjmcs.2012.20.1.016

[국내논문] N-methyl-N-nitro-N'-nitrosoguanidine의 변이원성에 대한 빈랑 물 추출물의 돌연변이 억제효과
Desmutagenic Effect of Water Extract from Areca catechu L. on the Mutagenicity of N-Methyl-N-Nitro-N'-Nitrosoguanidinein in E. coli PQ37 원문보기

韓國藥用作物學會誌 = Korean journal of medicinal crop science, v.20 no.1, 2012년, pp.16 - 19

Abstract ▼ AI-Helper

The desmutagenic activity of the water extract of Areca catechu L. on the mutagenicity induced by aflatoxin $B_1$ ($AFB_1$), N-methyl-N-nitro-N'-nitrosoguani-dine (MNNG), mitomycin C (MMC) and 4-nitroquinoline 1-oxide (4-NQO) was studied by using the SOS Chromotest with Escherichia coli PQ37. The inhibition rates of water extract of Areca catechu L. at concentration of $100{\mu}g/assay$ were 41.0%, 47%, 46%, and 32% against $AFB_1$, MNNG, MMC and 4-NQO, respectively. The water extract of Areca catechu L. was separated into methanol soluble and methanol insoluble parts. The methanol insoluble part exhibited higher inhibition effect than the methanol soluble part against the mutagenic activities of MNNG. Step-wise fractionation of methanol insoluble part was done to obtain methanol, ethyl acetate and water fractions. Among these fractions, water fraction had the strongest inhibitory effect of 45.0% against mutagenicities of MNNG. The inhibition rates of aqueous fraction of methanol-insoluble from water extracted Areca catechu L. at concentrations of 1.61, 16.13, 161.29 and $322.58{\mu}g/mL$ were 12.0%, 24.0%, 47.5% and 62.0%, respectively. The water fraction showed the inhibitory effects with dose response against the mutagenic activity induced by MNNG.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

4-NQO, MNNG, MMC, H₂O₂ 및 과 B(a)P의 변이원에 의해 유도된 변이원성을 공통적으로 억제하는 빈랑을 발견하였다. 따라서 본 연구에서는 빈랑 (Areca catechu L.)의 활성 물질을 분리하여 그의 작용기작에 관한 연구를 수행하기 위한 전 단계로써, 빈랑 물 추출물의 활성 분획물을 이용하여 변이원의 억제 효과를 비교조사한 후 용량적 억제효과를 확인하고자 본 연구를 수행하였다.

제안 방법

β-galactosidase는 415㎚, alkaline phosphatase는 400㎚에서 흡광도 (O.D.)를 측정하였으며, 활성 단위는 흡광도 × 1,000/반응시간 (분)으로 계산하였다.
생약 시료의 색소로 인한 효소반응 측정의 간섭을 방지하기 위하여 배양액을 4℃에서 25분간 원심분리 (1,200 × g)하여 상등액을 제거한 후 잔사에 0.6 mL의 Lamp 배지를 현탁시킨 균 부유액 0.2 mL를 취하여 각각의 효소 활성을 측정하였다.
메탄올 가용성 분획물을 다시 용매의 극성에 따라 분획하였다. 즉, 메탄올 가용성 분획물을 10배 (w/v)량의 물에 분산시킨 후 동량의 에틸아세테이트를 가하고 2회씩 추출하여 에틸아세테이트 분획을 얻었다. 같은 방법으로 남아있는 수층을 부탄올로 추출 농축하여 부탄올 분획물과 수용성 분획물을 얻었다.
따라서 빈랑 물 추출물의 활성성분의 극성을 파악하기 위하여 빈랑 물 추출물을 메탄올 불용성 및 가용성 분획으로 분리하여 각각의 분획물의 돌연변이원성 억제효과를 비교하였다 (Table 1). 100㎍/assay (620 μL) 농도에서, MNNG에 대한 빈랑 물 추출물의 메탄올 불용성 및 메탄올 가용성에 돌연변이 억제효과는 각각 47.

대상 데이터

SOS Chromotest의 기본 균주인 Escherichia coli PQ37[sfiA: Mud (Ap lac)cts lacΔU169 mal+ uvrA galE galY PhoC rfa]은 P. Quillardet 박사 (Pasteur 연구소, France)로 부터 1994년도에 제공 받아 각각의 유전형질을 확인한 후 사용하였다.
본 실험에 사용한 빈랑 (Areca catechu L.)은 완주군 삼례읍 소재한 한약방에서 기증받아 사용하였다. Aflatoxin B1 (AFB1), N-methyl-N-nitro-N'-nitrosoguani-dine (MNNG), mitomycin C (MMC) and 4-nitroquinoline 1-oxide (4-NQO), onitrophenyl-β-D-galactopyranoside (ONPG) 및 p-nitrophenyl phosphate disodium (PNPP)는 시그마회사 (St.
같은 방법으로 남아있는 수층을 부탄올로 추출 농축하여 부탄올 분획물과 수용성 분획물을 얻었다. 수용성 분획물은 멸균된 2차 멸균수에, 에틸 아세테이트와 부탄올 분획물은 dimethylsulfoxide (DMSO)에 용해하여 사용하였다.

데이터처리

, 1995). 모든 실험은 3 시료를 분석한 값의 평균값을 나타내었다.

이론/모형

SOS Chromotest는 Quillardet와 Hofnung의 방법 (Quillardet and Hofnung, 1985)에 준하여 수행하였으며, 변이원 및 균의 최적 농도를 각각 설정하였다. Lamp 배지 (bacto tryptone 10 g, bacto yeast extract 5 g, NaCl 6 g/L)에 하룻밤 배양된 배양액을 2% (v/v)가 되도록 접종하여 37℃에서 2시간 진탕 배양 하였다.

성능/효과

100㎍/assay (620 μL) 농도에서, MNNG에 대한 빈랑 물 추출물의 메탄올 불용성 및 메탄올 가용성에 돌연변이 억제효과는 각각 47.0% (메탄올 불용성) 및 28.0 (메탄올 가용성)로 메탄올 불용성 분획이 유의적으로 높은 항돌연변이 효과를 나타내었으며 이러한 결과는 빈랑 물 추출물의 활성성분이 수용성임을 확인 할 수 있었다.
빈랑 열수추출물의 메탄올 불용성물로부터 용매분획한 물 분획물의 농도를 assay (620 μL)당 1.0, 10, 100 및 250㎍으로 증가시켰을 경우, 항돌연변이 효과는 각각 12.0%, 24.0%, 47.5% 및 62.0%로 나타났다.
1과 같다. 빈랑의 물 추출물은 4NQO의 변이원성에 대하여 32.0%, MNNG의 변이원성에 대하여 47.0%, MMC의 변이원성에 대하여 46.0%, AFB1의 변이원성에 대하41.0%의 억제 효과를 나타내었다. 변이원성을 나타내는 변이원의 기작은 각각 다르나 MNNG는 methyl diazonium hydroxide로 대사되어 carbonium ion (CH₃⁺)이 친핵체 중앙에 결합하여 염기의 알킬화를 유발하며 (Gicher et al.
돌연변이원성이 확인된 빈랑 물 추출물의 메탄올 불용성 분획물에 함유된 돌연변이원성의 물질을 분리하고자 메탄올 불용성 부분을 에틸아세테트, 부탄올과 물을 사용하여 순차적으로 분획한 다음 각 분획물들의 돌연변이원성에 대한 억제효과를 조사한 결과 물 분획은 46%, 부탄올 분획은 20.5%, 에틸아세테이트는 15.4%의 억제효과를 나타내었다 (Fig. 2). 이러한 결과는 빈랑 물 추출물의 활성물질의 극성이 매우 높은 물질로 해석되는 바이다.
0%로 나타났다. 이러한 결과로부터, 빈랑 물 분획물은 MNNG의 변이원성에 대하여 용량 의존적 억제효과를 나타냄을 확인하였다. SOS Chromotest를 이용한 돌연변이 억제시험은 시험균주를 유전독성물질과 함께 일정 시간 배양한 후 β-galactosidase 활성의 억제 정도를 측정하고 있는데 lag phase의 연장이나 균수의 감소로 인해 β-galactosidase unit가 감소되어 위양성의 돌연변이 억제효과를 나타낼 수도 있다 (Quillardet and Hofnung, 1985).
SOS Chromotest를 이용한 돌연변이 억제시험은 시험균주를 유전독성물질과 함께 일정 시간 배양한 후 β-galactosidase 활성의 억제 정도를 측정하고 있는데 lag phase의 연장이나 균수의 감소로 인해 β-galactosidase unit가 감소되어 위양성의 돌연변이 억제효과를 나타낼 수도 있다 (Quillardet and Hofnung, 1985). 그러나 열수추출물의 메탄올 불용성물로부터 용매분획한 물 분획물의 농도가 증가 될수록 구성 효소인 alkaline phosphatase의 unit가 증가된 결과는 용매분획한 물 분획물의 돌연변이 원성 억제효과가 균수의 감소 및 균의 활력 저 하에서 기인된 결과가 아닌 돌연변이 억제효과에 의한 것임을 확인할 수 있었다 (Table 2).
, 1998). 4-NQO, MNNG, MMC, H₂O₂ 및 과 B(a)P의 변이원에 의해 유도된 변이원성을 공통적으로 억제하는 빈랑을 발견하였다. 따라서 본 연구에서는 빈랑 (Areca catechu L.
빈랑의 항돌연변이 효과에 대한 연구 결과가 없어서 유효성분의 극성을 비교 할 수는 없으나 연구 결과와 본 실험결과를 종합해 볼 때 빈랑의 물 추출물에 함유된 강한 항균성 물질은 극성이 매우 높은 물질은 아닐 가능성이 크다고 해석 할 수 있다.

후속연구

이상의 실험결과로부터 빈랑 물 추출물에는 MNNG로부터 유도된 돌연변이원성에 대한 항돌연변이원성이 뛰어난 수용성 활성 물질이 함유되어 있음을 확인하였으므로 이에 적합한 분리 시스템을 이용하여 활성성분의 분리 동정이 수행되어야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	돌연변이 억제물질에는 어떤 것들이 있는가?	또한 암 발생의 개시단계와 돌연변이는 83% 이상의 높은 상관성을 나타내므로 (Hathcock, 1987) 암을 예방하는 가장 중요한 방법은 환경이나 식품 중에 존재하는 발암성 인자를 조기 발견하여 효과적으로 차단하는 것이며, 항돌연변이원성 물질이나 항암물질을 섭취하는 것도 암이나 유전 질병을 예방하는 효과적인 방안으로 제안되고 있다 (Ferguson, 1994). 따라서 많은 연구자들은 fiber, cinnamaldehyde 및 tannic acid와 같은 돌연변이 억제물질을 채소, 과일 및 생약재로부터 동정하고 있다 (Kata et al., 1981; Waters et al.
	암을 예방하는 가장 중요한 방법은?	, 1989). 또한 암 발생의 개시단계와 돌연변이는 83% 이상의 높은 상관성을 나타내므로 (Hathcock, 1987) 암을 예방하는 가장 중요한 방법은 환경이나 식품 중에 존재하는 발암성 인자를 조기 발견하여 효과적으로 차단하는 것이며, 항돌연변이원성 물질이나 항암물질을 섭취하는 것도 암이나 유전 질병을 예방하는 효과적인 방안으로 제안되고 있다 (Ferguson, 1994). 따라서 많은 연구자들은 fiber, cinnamaldehyde 및 tannic acid와 같은 돌연변이 억제물질을 채소, 과일 및 생약재로부터 동정하고 있다 (Kata et al.
	국내에서 생체기능 조절 성분이 함유된 생약재로부터 항산화성 또는 항돌연변이원성 물질을 탐색하는 연구는 어떤 것들이 있는가?	동양권에서 생약은 오랫동안 질병의 예방, 치료 및 수명연장을 위해 사용되어 왔으며, 이러한 생체기능 조절 성분이 함유된 생약재로부터 항산화성 또는 항돌연변이원성 물질을 탐색하려는 연구가 많이 진행되어 왔다. 국내산 생약재를 대상으로 항돌연변이원성을 탐색한 결과, 단삼 (Ahn, 1999), 결명자 (Ahn, 2009), 숙지황 (Ahn, 1998)과 같이 전통적으로 식용되어온 생약재로 부터 항돌연변이원성을 보고하고 있다. 또한 bacterial mutation assay를 이용하여 4-NQO, MNNG, MMC, H2O2 및 aflatoxin B1 (AFB1)과 B(a)P에 대한 항돌연변이원성 인자를 탐색하기 위하여 95종 생약재의 열수 추출물을 bacterial mutation assay를 이용하여 체계적으로 검색 한 결과 (Song et al., 1997a,b; Ahn et al., 1998). 4-NQO, MNNG, MMC, H2O2 및 과 B(a)P의 변이원에 의해 유도된 변이원성을 공통적으로 억제하는 빈랑을 발견하였다. 따라서 본 연구에서는 빈랑 (Areca catechu L.

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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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