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사포닌 전환 활성 Stenotrophomonas rhizopilae Strain GFC09 균주의 분리 동정 및 전환 사포닌의 주름 개선 효과

Isolation of Stenotrophomonas rhizopilae Strain GFC09 with Ginsenoside Converting Activity and Anti-wrinkle Effects of Converted Ginsenosides

大韓化粧品學會誌 = Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea v.41 no.4 , 2015년, pp.375 - 382  
민진우 ((주)지에프씨 생명과학연구원 ) ;  김혜진 ( 네오바이오연구소 기업부설연구소 ) ;  주광식 ( 네오바이오연구소 기업부설연구소 ) ;  강희철 ( (주)지에프씨 생명과학연구원)
초록

진세노사이드(인삼 사포닌)는 인삼의 대표적 약리성분 중의 하나로 생물학적 활성을 가진 배당체 화합물이다. 이들 사포닌은 가수분해 되어 저분자화 되었을 때, 항주름 및 항산화, 항암 등에 높은 약리효능효과를 나타낸다. 본 연구에서는 인삼 esculin 배지를 활용하여 ${\beta}$-glucosidase 활성을 가진 균주를 분리하였고 인삼 사포닌 전환을 미생물을 이용하여 수행하였다. 본 균주들을 16S rRNA sequencing을 통하여 동정하여 본 결과 Stenotrophomonas rhizopilae strain GFC09로 확인되였다. 균주의 최적 활성 조건을 결정하기 위해 조효소 1 mM와 인삼사포닌 $Rb_1$과 함께 배양한 후 생물학적 전환을 TLC, HPLC를 사용하여 확인하였다. 조효소에 의한 인삼 사포닌 $Rb_1$의 전환 경로는 다음과 같다. LB: RbNeobio R&D center, Gyeonggi-do 16954, Korea${\rightarrow}$Rd${\rightarrow}$FNeobio R&D center, Gyeonggi-do 16954, Korea${\rightarrow}$compound K, TSB: $Rb_1{\rightarrow}Rd{\rightarrow}F_2$. 가수분해된 생성된 물질은 NMR로 구조 동정하였다. 전환 산물의 효능 분석결과, 콜라겐 생성을 농도 의존적으로 증가시키는 것이 관찰되었다. 이에 본 연구에서는 ginsenoside $F_2$와 compound K 함유 인삼 전환 산물의 주름 개선 소재로서 활용가능성을 확인하였다.

Abstract

Ginsenosides (ginseng saponin) as the one of important pharmaceutical compounds of ginseng and is responsible for the pharmacological and biological activities. These ginsenoside produces diverse small molecules ginsenoside which have more pharmacological activities including anti-wrinkle, anti-cancer and anti-oxidant effects. In the present study, we isolated bacteria using esculin agar, to produce ${\beta}$-glucosidase, and we focused on the bio-transformation of ginsenoside. Phylogenetic tree analysis was performed by comparing the 16S rRNA sequences; we identified the strain as Stenotrophomonas rhizopilae strain GFC09. In order to determine the optimal conditions for enzyme activity, the crude enzyme was incubated with 1 mM ginsenoside $Rb_1$. Bioconversion of ginsenoside $Rb_1$ were analyzed using TLC and HPLC. The crude enzyme hydrolyzed the ginsenoside $Rb_1$ along the following pathway: LB: $Rb_1{\rightarrow}Rd{\rightarrow}F_2$ into compound K, TSB: $Rb_1{\rightarrow}Rd{\rightarrow}F_2$. The structure of the hydrolyzed metabolites were identified by NMR. The activity screening tests showed that the conversion product induced the production of type I procollagen in a dose-dependent manner. These results suggested that hydrolyzed ginseng product containing the ginsenoside $F_2$ and compound K could be useful as an active ingredient for wrinkle-care cosmetics.

주제어

#Stenotrophomonas rhizopilae strain GFC09   #ginsenoside compound K   #anti-wrinkle   #bioconversion  

질의응답 

키워드에 따른 질의응답 제공
핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인삼
인삼은 무엇인가?
오가과(Araliaceae)에 속하는 다년 다년생 숙근초로서 우리나라를 대표하는 약재로 활용되어 왔다

A. Meyer)은 오가과(Araliaceae)에 속하는 다년 다년생 숙근초로서 우리나라를 대표하는 약재로 활용되어 왔다[1]. 인삼의 대표적인 약리성분인 인삼사포닌 즉 ginsenoside는 구조적으로 triterpenoid dammarane 골격의 aglycone에 glucose, arabinose, xylose, rhamnose 등의 당이 결합되어 생성된 배당체로서 인삼의 가장 중요한 약리활성성분으로 인정되고 있다[2].

ginsenoside
인삼의 대표적 약리성분인 ginsenoside의 효능 중 과학적으로 증명된 것에는 무엇이 있는가?
항암작용[3], 항당뇨[4], 항스트레스[5], 항산화[6], 항알러지 및 면역 기능 강화[7]에 뛰어난 효과가 있음이 과학적으로 증명되면서 합성물질을 대체할 수 있는 천연물로 크게 주목받고 있다.

인삼의 대표적인 약리성분인 인삼사포닌 즉 ginsenoside는 구조적으로 triterpenoid dammarane 골격의 aglycone에 glucose, arabinose, xylose, rhamnose 등의 당이 결합되어 생성된 배당체로서 인삼의 가장 중요한 약리활성성분으로 인정되고 있다[2]. 특히, 항암작용[3], 항당뇨[4], 항스트레스[5], 항산화[6], 항알러지 및 면역 기능 강화[7]에 뛰어난 효과가 있음이 과학적으로 증명되면서 합성물질을 대체할 수 있는 천연물로 크게 주목받고 있다. 인삼 사포닌은 트리테르페노이드계의 담마란(dammarane)계 사포닌으로서 인삼 속 식물에만 주로 존재하는 특유의 사포닌으로, 비당부분에 따라 4환성의 담마렌계 사포닌과 5환성의 올레아난계 사포닌의 2종류로 구별된다.

담마렌계 사포닌
담마렌계 사포닌은 구조에 따라 무엇으로 나뉘는가?
비당부분에 붙어있는 수산기(-OH)의 수에 따라 2개인 경우 protopanaxadiol (PPD)계 사포닌, 3개인 경우 protopanaxatriol (PPT)계 사포닌으로 나누어진다

인삼 사포닌은 트리테르페노이드계의 담마란(dammarane)계 사포닌으로서 인삼 속 식물에만 주로 존재하는 특유의 사포닌으로, 비당부분에 따라 4환성의 담마렌계 사포닌과 5환성의 올레아난계 사포닌의 2종류로 구별된다. 담마렌계 사포닌은 다시 비당부분에 붙어있는 수산기(-OH)의 수에 따라 2개인 경우 protopanaxadiol (PPD)계 사포닌, 3개인 경우 protopanaxatriol (PPT)계 사포닌으로 나누어진다[8]. 현재까지 인삼 사포닌은 약 40여 종 이상이 보고되어 있으며, 당의 결합의 위치나 종류에 따라 효능 활성이 각기 다른 특성을 지니고 있다[9,10].

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민진우(5) 강희철(16)

참고문헌 (21)

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