본 연구에서는 퇴행성 질환인 치매의 예방 및 치료를 위한 물질 탐색으로써 여러 가지 해조류 추출물을 가지고 항산화 활성 및 AChE 저해활성을 살펴보았다. DPPH법으로 항산화 활성을 살펴본 결과, 최종농도 40 ${\mu}g$/mL에서 지충이(91.3%), 모로우붉은실(90.7%), 감태(89.9%), 큰비쑥(85.9%)이 80% 이상의 radical 소거활성을 나타내었다. AChE 저해활성에서는 최종농도 10 ${\mu}g$/mL에서 큰비쑥 추출물(30.2%)이 가장 높은 활성을 나타내었으며, 다음으로는 김 추출물(26.6%), 쇠미역(25.3%), 참홑파래(23.4%), 감태(21.7%), 구멍쇠미역(20.4%), 지충이(19.9%) 순으로 총 7종의 해조류가 약 20% 이상의 AChE 저해활성을 나타내었다. 7종의 해조류를 가지고 TLC bioassay를 통하여 살펴본 결과, 여러 compound들에 의해 AChE 저해 활성이 나타나는 것으로 생각된다. 따라서 본 연구 결과는 치매치료제 및 억제를 위한 신규의 생물 소재로 해조류가 가치가 있음을 시사하고 있다.
본 연구에서는 퇴행성 질환인 치매의 예방 및 치료를 위한 물질 탐색으로써 여러 가지 해조류 추출물을 가지고 항산화 활성 및 AChE 저해활성을 살펴보았다. DPPH법으로 항산화 활성을 살펴본 결과, 최종농도 40 ${\mu}g$/mL에서 지충이(91.3%), 모로우붉은실(90.7%), 감태(89.9%), 큰비쑥(85.9%)이 80% 이상의 radical 소거활성을 나타내었다. AChE 저해활성에서는 최종농도 10 ${\mu}g$/mL에서 큰비쑥 추출물(30.2%)이 가장 높은 활성을 나타내었으며, 다음으로는 김 추출물(26.6%), 쇠미역(25.3%), 참홑파래(23.4%), 감태(21.7%), 구멍쇠미역(20.4%), 지충이(19.9%) 순으로 총 7종의 해조류가 약 20% 이상의 AChE 저해활성을 나타내었다. 7종의 해조류를 가지고 TLC bioassay를 통하여 살펴본 결과, 여러 compound들에 의해 AChE 저해 활성이 나타나는 것으로 생각된다. 따라서 본 연구 결과는 치매치료제 및 억제를 위한 신규의 생물 소재로 해조류가 가치가 있음을 시사하고 있다.
This study was conducted to investigate the antioxidant and acetylcholinesterase (AChE) inhibitory activities of extracts from various seaweed. The extracts of $Sargassum$$thunbergii$ (91.3%), $Polysiphonia$$morrowii$ (90.7%), $Ecklonia$...
This study was conducted to investigate the antioxidant and acetylcholinesterase (AChE) inhibitory activities of extracts from various seaweed. The extracts of $Sargassum$$thunbergii$ (91.3%), $Polysiphonia$$morrowii$ (90.7%), $Ecklonia$$cava$ (89.9%), and $Artemisia$$fukudo$ (85.9%) showed over 80% high radical scavenging activities at the final concentration of 40 ${\mu}g$/mL. The $Artemisia$$fukudo$ extract showed the highest inhibition activity of 30.2% on AChE at the final concentration of 10 ${\mu}g$/mL. The extract of $Porphyra$$tenera$, $Costaria$$costata$, $Monostroma$$nitidum$, $Ecklonia$$cava$, and $Agarum$$clathratum$ against AChE at a concentration of 10 ${\mu}g$/mL exhibited inhibition of 26.6%, 25.3%, 23.4%, 21.7%, 20.4% and 19.9%, respectively. The bioautography results showed that the mixtures of structurally diverse compounds were thought to affect AChE inhibitory activity. These results suggest that extracts from seaweed with their high quality components may be effective in the prevention of Alzheimer's disease and may be used to develop various functional food products.
This study was conducted to investigate the antioxidant and acetylcholinesterase (AChE) inhibitory activities of extracts from various seaweed. The extracts of $Sargassum$$thunbergii$ (91.3%), $Polysiphonia$$morrowii$ (90.7%), $Ecklonia$$cava$ (89.9%), and $Artemisia$$fukudo$ (85.9%) showed over 80% high radical scavenging activities at the final concentration of 40 ${\mu}g$/mL. The $Artemisia$$fukudo$ extract showed the highest inhibition activity of 30.2% on AChE at the final concentration of 10 ${\mu}g$/mL. The extract of $Porphyra$$tenera$, $Costaria$$costata$, $Monostroma$$nitidum$, $Ecklonia$$cava$, and $Agarum$$clathratum$ against AChE at a concentration of 10 ${\mu}g$/mL exhibited inhibition of 26.6%, 25.3%, 23.4%, 21.7%, 20.4% and 19.9%, respectively. The bioautography results showed that the mixtures of structurally diverse compounds were thought to affect AChE inhibitory activity. These results suggest that extracts from seaweed with their high quality components may be effective in the prevention of Alzheimer's disease and may be used to develop various functional food products.
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문제 정의
이에 비해, 해조류는 아직 개발되지 않은 수많은 종류가 있으며, 이들의 성분 연구와 생리활성 연구는 많은 가능성을 보여주고 있다. 따라서 본 연구에서는 앞으로 사용되어질 생체량이 풍부한 해조류를 이용하여 의약품 또는 건강기능성 식품으로서 산업적 이용가능성에 대하여 살펴보았다. AChE 저해 활성을 나타내는 해조류 중에서 총 7종을 선발하였다.
본 연구에서는 치매의 예방 및 치료물질 개발을 위한 기초자료로 활용하기 위하여 여러 가지 해조류 추출물의 항산화 활성 및 AChE 저해활성을 측정하였다.
본 연구에서는 퇴행성 질환인 치매의 예방 및 치료를 위한 물질 탐색으로써 여러 가지 해조류 추출물을 가지고 항산화 활성 및 AChE 저해활성을 살펴보았다. DPPH법으로 항산화 활성을 살펴본 결과, 최종농도 40 μg/mL에서 지충이(91.
제안 방법
Microplate assay: AChE 활성측정법은 acetylthiocholine을 기질로 사용하는 Ellman 방법(16)을 변형하여 분석하였다. 96 well microplate에 0.
TLC bioassay: 해조류의 AChE 저해활성을 재확인하기 위하여 TLC 방법으로 AChE의 저해활성 효과를 확인하였다. 가장 활성이 큰 7종의 해조류 에탄올 추출물을 TLC plate에 점적하여 전개한 후, 효소액과 1-naphthyl acetate를 뿌린 뒤 incubation 하고 Fast Blue B Salt를 뿌려 보라색을 관찰하였다(Fig.
TLC bioassay: 해조류의 AChE 저해활성을 재확인하기 위하여 TLC 방법으로 AChE의 저해활성 효과를 확인하였다. 가장 활성이 큰 7종의 해조류 에탄올 추출물을 TLC plate에 점적하여 전개한 후, 효소액과 1-naphthyl acetate를 뿌린 뒤 incubation 하고 Fast Blue B Salt를 뿌려 보라색을 관찰하였다(Fig. 1). 보라색 바탕에 white band로 보이는 부분이 AChE 억제 효능을 나타내는 compound로 양성대조군인 galantamine의 뚜렷한 white band를 확인하였으며, 나머지 7종의 해조류도 비슷한 활성을 나타내었다.
산화적 스트레스는 세포내 단백질, 지질 및 DNA에 손상을 입히며 이러한 세포혹은 세포내 물질의 산화적 손상은 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 노화와 관련된 질환을 일으키게 되므로 활성산소를 제거하는 일이 알츠하이머병을 예방하고 치료하는데 매우 중요하다(18). 본 실험에서는 free radical로서 비교적 안정한 DPPH를 이용하여 해조류 추출물의 라디칼 소거활성을 측정하였다. 해조류 추출물의 DPPH 라디칼 소거활성을 측정한 결과는 Table 2와 같다.
따라서 AChE를 억제하여 ACh의 양을 증가시키는 방법으로 인지기능을 호전시켜 치매치료에 사용하고 있다(25). 본 연구에서는 총 29가지의 해조류를 에탄올로 추출한 후 AChE 저해활성에 대하여 알아보았다(Table 3). Ellman의 방법을 변형하여 사용한 이 실험은 효소의 기질인 ATCh(acetylthiocholine)이 가수분해 되면 thiocholine과 acetate로 생성되는데 이 화합물이 DTNB(5,5-dithio bis-(2-nitrobenzoic acid))와 반응해서 새로운 dithio 화합물과 2-nitrobenzoic acid의 thio 음이온이 만들어져 UV 로 측정하면 405 nm에서 노란색을 띠게 된다(26).
대상 데이터
따라서 본 연구에서는 앞으로 사용되어질 생체량이 풍부한 해조류를 이용하여 의약품 또는 건강기능성 식품으로서 산업적 이용가능성에 대하여 살펴보았다. AChE 저해 활성을 나타내는 해조류 중에서 총 7종을 선발하였다. 이 7종은 퇴행성 질환의 하나인 치매 예방 가능성을 보여주었으나 이에 대한 생리활성성분 추적과 보다 구체적인 AChE 저해 메커니즘 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
해조류는 강릉대학교 해양생명공학부에서 분양받아 실험에 사용하였다. 국립수산과학원에서 집필한 한국 동해연안 해조류 생태도감을 이용하여 해조류를 동정하였고, 직접 동해안에서 해조류를 채집하였다. 본 연구에서 사용한 acetylthiocholine, acetylcholinesterase, dithiobisnitrobenzoic acid, Fast Blue B Salt, 1-naphthyl acetate, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)는 Sigma Chemical Co.
녹조류 7종, 갈조류 12종, 홍조류 9종, 해상종자식물 1종 등 총 29종에 대하여 에탄올 추출물을 제조하였다(Table 1). 50 g의 해조류에 에탄올을 300 mL 첨가 후, 60℃에서 2시간씩 3회 반복 추출하였다.
해조류는 강릉대학교 해양생명공학부에서 분양받아 실험에 사용하였다. 국립수산과학원에서 집필한 한국 동해연안 해조류 생태도감을 이용하여 해조류를 동정하였고, 직접 동해안에서 해조류를 채집하였다.
이론/모형
1. Screening of ethanol extracts of seaweed for AChE inhibition using TLC assay method. A) White spots on the purple background represent the AChE inhibition when 1-naphthyl acetate (1.
성능/효과
29종의 해조류 에탄올 추출물 중에서 최종농도 10 μg/mL에서 큰비쑥의 저해율이 30.2%로서 AChE 저해활성이 가장 높았으며, 그 다음으로는 김 26.6%, 쇠미역 25.3%, 참홑파래 23.4%, 감태 21.7%, 구멍쇠미역 20.4%, 지충이 19.9%로 총 7종의 해조류가 20% 이상의 AChE 저해활성을 나타내었다.
9%) 순으로 총 7종의 해조류가약 20% 이상의 AChE 저해활성을 나타내었다. 7종의 해조류를 가지고 TLC bioassay를 통하여 살펴본 결과, 여러 compound들에 의해 AChE 저해 활성이 나타나는 것으로 생각된다. 따라서 본 연구 결과는 치매치료제 및 억제를 위한 신규의 생물 소재로 해조류가 가치가 있음을 시사하고 있다.
AChE 저해 활성에서는 최종농도 10 μg/mL에서 큰비쑥 추출물(30.2%) 이 가장 높은 활성을 나타내었으며, 다음으로는 김 추출물(26.6%), 쇠미역(25.3%), 참홑파래(23.4%), 감태(21.7%), 구멍쇠미역(20.4%), 지충이(19.9%) 순으로 총 7종의 해조류가약 20% 이상의 AChE 저해활성을 나타내었다.
DPPH법으로 항산화 활성을 살펴본 결과, 최종농도 40 μg/mL에서 지충이(91.3%), 모로우붉은실(90.7%), 감태(89.9%), 큰비쑥(85.9%)이 80% 이상의 radical 소거활성을 나타내었다.
7종의 해조류를 가지고 TLC bioassay를 통하여 살펴본 결과, 여러 compound들에 의해 AChE 저해 활성이 나타나는 것으로 생각된다. 따라서 본 연구 결과는 치매치료제 및 억제를 위한 신규의 생물 소재로 해조류가 가치가 있음을 시사하고 있다.
1). 보라색 바탕에 white band로 보이는 부분이 AChE 억제 효능을 나타내는 compound로 양성대조군인 galantamine의 뚜렷한 white band를 확인하였으며, 나머지 7종의 해조류도 비슷한 활성을 나타내었다. 이 실험은 naphthyl acetate가 AChE에 의해 α-naphthol로 전환이 되고, α-naphthol은 2개의 active site form을 가지고 있는 Fast Blue B Salt와 반응하여 azo dye가 생성되어 purple색이 나타나게 된다.
Alkaloids를 TLC로 확인하는 방법에는 Dragendorff reagent를 발색하였을 때 orange-brown color를나타내어 확인하는 방법과 5% sulfuric acid reagent를 처리한 후 UV-365 nm에 볼 때 yellow-green zone과 blue zone으로 alkaloids를 확인하는 방법이 있다(29). 본 연구에서 TLC plate에 5% sulfuric acid reagent를 처리 후 365 nm에서 살펴본 결과, galantamine과 큰비쑥에서 비슷한 blue zone을 확인하였으며, 이 물질로 인해 AChE 저해활성이 나타나는 것이라고 사료된다.
후속연구
해조류는 현재 많은 연구가 진행되지는 않았으나, 항산화 활성 및 여러 가지 생리활성을 잠재적으로 가진다고 기대된다. 나아가 이러한 기능성이 밝혀지면 식품산업과 제약산업 등에서 응용되어 고부가가치를 창출할 것이라 사료된다.
AChE 저해 활성을 나타내는 해조류 중에서 총 7종을 선발하였다. 이 7종은 퇴행성 질환의 하나인 치매 예방 가능성을 보여주었으나 이에 대한 생리활성성분 추적과 보다 구체적인 AChE 저해 메커니즘 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
치매란?
치매는 기억력 장애, 판단력 상실 등 정신기능의 전반적인 장애를 가져오며, 결국 인간의 삶을 황폐하게 하는 질환이다. 치매의 원인질환으로는 약 70～80여 가지가 알려져 있으며, 그중에서 알츠하이머병(Alzheimer's disease: AD)은 가장 흔히 발생되는 치매로 치매 인구의 약 50%를 차지한다(2).
알츠하이머병은 치매인구의 몇 퍼센트를 차지하는가?
치매는 기억력 장애, 판단력 상실 등 정신기능의 전반적인 장애를 가져오며, 결국 인간의 삶을 황폐하게 하는 질환이다. 치매의 원인질환으로는 약 70～80여 가지가 알려져 있으며, 그중에서 알츠하이머병(Alzheimer's disease: AD)은 가장 흔히 발생되는 치매로 치매 인구의 약 50%를 차지한다(2). AD 환자의 뇌조직을 관찰해보면 신경전달물질인 acetylcholine(ACh)이 정상인에 비해 부족해 인지기능이 저하되는 것으로 알려져 있다.
새로운 치매 치료제를 위한 개발이 시급히 요구되는 가운데 신약개발의 원료로서 주목받는 해양 생물 추출물에는 어떤 성분들이 있다고 알려져 있는가?
해양에 서식하는 해양생물은 육상생물과 구별되는 여러 가지 화합물을 함유하는 것으로 밝혀져 왔으며, 최근 해면, 갯지렁이 및 해조류의 추출물이 생리활성을 나타냄으로써 해양생물은 신약개발의 원료로서 주목받고 있다(11). 현재까지 해양 생물 추출물에서 생리활성을 보이는 대표적인 화합물군으로는 탄닌류(tannins), 테르펜류(terpene), 페놀류(phenols), 할로겐화합물군(halogenates) 및 카테킨류(catechins) 등이 알려져 있다(12). 이와 같이 해조류로부터 다양한 생리활성 물질들이 알려지면서 새로운 개발 자원으로서 생체량이 풍부한 해조류들의 잠재성이 재인식 되고 있다(13,14).
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