생열귀나무 잎 추출물과 분획물의 항산화 및 NO생성 억제 활성 Anti-oxidant and Inhibitory Activity on NO Production of Extract and its Fractions from Rosa davurica Pall. Leaves원문보기
In the present study, we investigated biological activities of Rosa davurica Pall. leaves in order to evaluate the possibility as a natural biomaterial. The 80% ethanol extract and its subsequent fractions of Rosa davurica Pall. leaves were prepared using several solvents with different polarities. ...
In the present study, we investigated biological activities of Rosa davurica Pall. leaves in order to evaluate the possibility as a natural biomaterial. The 80% ethanol extract and its subsequent fractions of Rosa davurica Pall. leaves were prepared using several solvents with different polarities. The extraction yield was 33.4, 36.6, 25.2, 18.7, 5.8 and 5.8% in ethanol extract, aqueous, butanol, ethyl acetate, n-hexane, chloroform fractions, respectively. The ethyl acetate fraction (661.38 mg/g), butanol fraction (396.68 mg/g) and 80% ethanolic extract (239.54 mg/g) has higher total polyphenol contents than other fractions. The antioxidant activity was detected in ethanolic extract, ethyl acetate and butanol fractions. The ethyl acetate fraction showed the highest levels of DPPH radical scavenging activity ($IC_{50}$, $4.77{\mu}g/m{\ell}$). Moreover, the ethyl acetate fraction significantly inhibited production of NO in LPS-stimulated macrophage RAW 264.7 cells without cytotoxicity. These results indicate that 80% ethanol extract and its fractions of Rosa davurica Pall. leaf, especially ethyl acetate fraction, have the properties of anti-oxidant and anti-inflammation, suggesting leaf of Rosa davurica Pall. may be a candidate for natural and functional materials.
In the present study, we investigated biological activities of Rosa davurica Pall. leaves in order to evaluate the possibility as a natural biomaterial. The 80% ethanol extract and its subsequent fractions of Rosa davurica Pall. leaves were prepared using several solvents with different polarities. The extraction yield was 33.4, 36.6, 25.2, 18.7, 5.8 and 5.8% in ethanol extract, aqueous, butanol, ethyl acetate, n-hexane, chloroform fractions, respectively. The ethyl acetate fraction (661.38 mg/g), butanol fraction (396.68 mg/g) and 80% ethanolic extract (239.54 mg/g) has higher total polyphenol contents than other fractions. The antioxidant activity was detected in ethanolic extract, ethyl acetate and butanol fractions. The ethyl acetate fraction showed the highest levels of DPPH radical scavenging activity ($IC_{50}$, $4.77{\mu}g/m{\ell}$). Moreover, the ethyl acetate fraction significantly inhibited production of NO in LPS-stimulated macrophage RAW 264.7 cells without cytotoxicity. These results indicate that 80% ethanol extract and its fractions of Rosa davurica Pall. leaf, especially ethyl acetate fraction, have the properties of anti-oxidant and anti-inflammation, suggesting leaf of Rosa davurica Pall. may be a candidate for natural and functional materials.
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문제 정의
, 2004). 본 연구에서는 생열귀나무 잎이 천연물 기능성 소재로 활용이 가능한지를 알아보기 위해 에탄올을 이용한 추출물 및 용매 극성에 따른 분획물을 제조하여polyphenol 함량과 항산화 및 항염 활성을 분석하였다.
생열귀나무의 부위별 항산화 효과를 연구한 이전의 결과에 따르면 뿌리 (IC 50, 2.9 ㎍/mL) > 줄기 (IC50, 3.9 ㎍/mL) > 잎 (IC50, 6.4 ㎍/mL) > 열매 (IC50, 13.9 ㎍/ mL) 메탄올 추출물 순으로 항산화 활성이 우수하였고 잎의 경우 메탄올 추출물 (IC50, 6.4 ㎍/mL)이 에탄올 추출물 (IC50, 11.5 ㎍/mL)에 비해 효과가 좋은 것으로 보고되어져 있으나 (Sa et al., 2002) 기능성 소재로서의 활용이 가능한지를 알아보기 위한 본 연구에서는 원료 수급의 원활함과 상업화 및 제품화에 더욱 용이한 생열귀나무 잎의 에탄올 추출물 및 분획물의 항산화 활성을 조사하였고 생열귀나무 잎의 메탄올 추출물에 대한 에틸아세테이트 분획물의 황산화 활성 (IC50, 6.0 ㎍/ mL)에 비해 높은 항산화 효과를 가지는 것을 확인 할 수 있었다 (Kim et al., 2004).
제안 방법
96 well plate (1 × 10 5 cells/well)에 분주된 세포에 에탄올 추출물과 분획물을 1시간 전처리한 후 2 ㎍/mL의 lipopolysaccharides (LPS)를 처리하였다. 24시간 배양 후 모은상층액에 0.1% NED와 1% Sulfanilamid (Sigma, St. Louis, MO, USA)를 혼합한 Griess 용액 (Sigma, St. Louis, MO, USA)을 첨가하여 암실에서 10분간 반응시킨 후 이들의 발색도를 540 ㎚ 에서 측정하였고 sodium nitrate (Sigma, St. Louis, MO, USA)를 사용하여 표준곡선을 작성한 후 nitrite 함량을 산출하였다.
높은 함량의 폴리페놀은 강력한 항산화 활성을 가지는 것으로 알려져 있으므로 DPPH radical 소거법과 SOD 유사 활성도를 측정하여 생열귀나무 잎의 항산화 효과를 분석하였다. Table 3에서와 같이 DPPH radical 소거법에 의한 항산화 활성은 에틸아세테이트 분획물 (IC50, 4.
따라서, NO 생성양에 따른 변화는 LPS로 자극한 RAW 264.7 세포에 에탄올 추출물과 분획물을 농도별로 전처리한 후 24시간 반응으로 얻어진 배양액에 존재하는 NO2−의 형태를 측정하여 항염 활성을 조사하였다 (Fig. 2).
이러한 산화적 스트레스를 제거하기 위해서는 항산화 뿐만 아니라 항염 효과 또한 중요하다. 따라서, 생열귀나무 잎의 항염 활성을 확인하기 위해 lipopolysaccharide (LPS)로 자극을 유도한 Raw 264.7 세포를 이용하여 NO의 생성에 미치는 효과를 분석하였다. 먼저, 에탄올 추출물과 분획물의 세포독성을 확인하기 위해 MTT assay를 수행한 결과, 세포의 생존율에 별다른 영향을 미치지 않았다 (Fig.
생열귀나무 잎의 생리 활성능을 알아보기 위해 생열귀나무잎 분말에 80% 에탄올을 가하여 추출한 다음 동결건조 후 얻은 에탄올 추출물과 용매의 극성에 따라 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올을 사용하여 얻은 분획물을 이용하였다. 생열귀나무 잎 분말에 대한 80% 에탄올 추출물의 수율은 33.
시킨 후 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올을 순차적으로 첨가하여 분획물을 얻었으며, 여과지로 여과하여 감압 농축 후 동결 건조하여 중량을 측정하여 80% 에탄올 추출물에 대한 각 분획물의 추출 수율을 계산하였다.
) 를 사용하여 750 ㎚ 에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 tannic acid (Sigma, St. Louis, MO, USA)를 사용하여 총폴리페놀의 함량을 계산하였다.
생열귀나무 잎 분말 중량의 10배에 해당하는 80% 에탄올 용액을 가하여 24시간 침출한 후 2겹의 여과지 (Waterman filter paper #2)로 여과하여 불순물을 제거하였고 위 과정을 3회 반복하였다. 회수된 80% 에탄올 추출물은 회전식 진공농축기 (Rotary Vacuum Evaporator N-1110, Eyela, Tokyo, Japan)를 이용하여 38℃에서 감압 농축한 후 동결건조기 (Freeze Dryer FD8512, ilshin BioBase, Yangju, Korea)로 건조한 다음, 무게를 측정하여 원료 시료에 대한 80% 에탄올 추출물의 수율을 계산하였다.
대상 데이터
RAW 264.7 마우스 대식세포는 한국세포주은행에서 분양 받아 사용하였다. 세포는 10% fetal bovine serum (FBS; Gibco, Carlsbad, CA, USA)와 250 unit/mL penicillin/streptomycin (Sigma, St.
생열귀나무 잎 분말은 강원도 정선 소재의 생열귀 영농조합 법인에서 구입하여 사용하였다. 생열귀나무 잎 분말 중량의 10배에 해당하는 80% 에탄올 용액을 가하여 24시간 침출한 후 2겹의 여과지 (Waterman filter paper #2)로 여과하여 불순물을 제거하였고 위 과정을 3회 반복하였다.
데이터처리
본 실험의 결과는 평균 ± 표준편차로 표시하였으며, 통계처리는 student’s t-test에 의해 p < 0.05인 경우 유의한 것으로 판정하였다.
이론/모형
시료의 독성을 확인하기 위해 MTT 분석법을 수행하였다. 에탄올 추출물과 분획물을 처리하여 24시간 배양한 세포 (1 × 105 cells/well)에 0.
성능/효과
, 1989). Pyrogallol을 이용하여 free radical 및 과산화물의 소거 정도를 확인하는 SOD 유사활성을 측정해 본 결과, 에탄올 추출물의 경우 50 ㎍/mL 농도에서 7.93%의 활성을, 에틸아세테이트 분획물의 경우 125 ㎍/mL 농도에서 9.61%의 활성을 나타내었다 (Table 4). 이러한 수치는 비록 약한 SOD 유사활성도를 나타내고 있으나 기존에 보고된 다수의 약용식물이 가지는 다양한 SOD 유사활성 범위와 각 분획물의 농도에 따른 범위와 비교해 볼 때 일정 수준의 항산화 기능을 수행할 수 있을 것으로 보여지며 (Lim et al.
높은 함량의 폴리페놀은 강력한 항산화 활성을 가지는 것으로 알려져 있으므로 DPPH radical 소거법과 SOD 유사 활성도를 측정하여 생열귀나무 잎의 항산화 효과를 분석하였다. Table 3에서와 같이 DPPH radical 소거법에 의한 항산화 활성은 에틸아세테이트 분획물 (IC50, 4.77 ㎍/mL), 부탄올 분획물 (IC50, 11.34 ㎍/mL), 80% 에탄올 추출물 (IC50, 14.00 ㎍/ mL) 순으로 높게 나타났으며 다량의 폴리페놀을 함유하고 있는 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 이는 Kim 등 (2004)이 보고한 생열귀나무 잎의 메탄올 추출물과 분획물의 황산화 활성 분포도와 유사한 경향을 나타내었고 다른 식물 유래 추출물인 짝자래나무 (Rhamnus yoshinoi)의 에탄올 추출물 (IC50, 21.
그 결과 수용성 분획물을 제외한 나머지 시료에서 농도 의존적으로 NO 생성 억제 효과를 관찰할 수 있었다. 특히, 뛰어난 항산화 효과를 보였던 에틸아세테이트 분획물의 경우, 높은 NO 생성 저해능을 보여줌으로써 염증반응에 대한 강한 방어력을 가지고 있음을 확인하였다.
, 2013). 따라서 생열귀나무 잎에 함유된 총 폴리페놀 함량을 분석한 결과, 에틸아세테이트 분획물에서 661.38 ㎎/g으로 가장 높은 폴리페놀 함유량을 보였고, 다음으로 부탄올 분획물 369.68 ㎎/ g, 에탄올 추출물 239.54 ㎎/g, 수용성 분획물 114.82 ㎎/g 및 클로로포름 분획물 57.69 ㎎/g의 순으로 나타났으며 헥산 분획물에서는 폴리페놀 성분이 검출되지 않았다 (Table 2). 이는 생열귀나무 잎의 경우 헥산 분획물을 제외한 나머지 분획물및 추출물에서 높은 함량의 폴리페놀을 함유하고 있어 뛰어난 활성산소 제거 능력을 나타낼 것으로 추측된다.
7 세포를 이용하여 NO의 생성에 미치는 효과를 분석하였다. 먼저, 에탄올 추출물과 분획물의 세포독성을 확인하기 위해 MTT assay를 수행한 결과, 세포의 생존율에 별다른 영향을 미치지 않았다 (Fig. 1). Raw 264.
55%로 나타났다 (Table 1). 분획물의 경우 용매의 극성이 증가할수록 추출 수율이 증가하는 양상을 보였다. 생열귀나무 잎에서 메탄올을 이용한 추출물의 수율 (21.
생열귀나무 잎의 생리 활성능을 알아보기 위해 생열귀나무잎 분말에 80% 에탄올을 가하여 추출한 다음 동결건조 후 얻은 에탄올 추출물과 용매의 극성에 따라 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올을 사용하여 얻은 분획물을 이용하였다. 생열귀나무 잎 분말에 대한 80% 에탄올 추출물의 수율은 33.39%로 나타났으며, 80% 에탄올 추출물에 대한 각 분획물의 추출 수율은 헥산과 클로로포름과 같은 비극성 용매에서는 5.79%의 수율을 보였으며, 에틸아세테이트와 부탄올, 수용성 분획물의 수율은 각각 18.70%, 25.15%, 36.55%로 나타났다 (Table 1). 분획물의 경우 용매의 극성이 증가할수록 추출 수율이 증가하는 양상을 보였다.
이상의 결과를 종합해 볼 때 생열귀나무 잎의 에탄올 추출물과 분획물은 항산화 및 항염 효과를 가지며 에틸아세테이트 분획물에서 보다 높은 항산화력 및 항염활성을 나타내었다. 이는 향후 약용식물인 생열귀나무가 생리활성을 보유한 기능성 소재로 다양하게 활용될 수 있음을 시사한다.
그 결과 수용성 분획물을 제외한 나머지 시료에서 농도 의존적으로 NO 생성 억제 효과를 관찰할 수 있었다. 특히, 뛰어난 항산화 효과를 보였던 에틸아세테이트 분획물의 경우, 높은 NO 생성 저해능을 보여줌으로써 염증반응에 대한 강한 방어력을 가지고 있음을 확인하였다.
후속연구
이상의 결과를 종합해 볼 때 생열귀나무 잎의 에탄올 추출물과 분획물은 항산화 및 항염 효과를 가지며 에틸아세테이트 분획물에서 보다 높은 항산화력 및 항염활성을 나타내었다. 이는 향후 약용식물인 생열귀나무가 생리활성을 보유한 기능성 소재로 다양하게 활용될 수 있음을 시사한다.
, 2011) 이를 위해 최적의 조건을 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획물에서 관찰되어지는 다량의 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거법에 의한 높은 항산화 활성과 더불어 항산화제로서의 개발에 이용될 수 있을 것이라 생각된다.
61%의 활성을 나타내었다 (Table 4). 이러한 수치는 비록 약한 SOD 유사활성도를 나타내고 있으나 기존에 보고된 다수의 약용식물이 가지는 다양한 SOD 유사활성 범위와 각 분획물의 농도에 따른 범위와 비교해 볼 때 일정 수준의 항산화 기능을 수행할 수 있을 것으로 보여지며 (Lim et al., 2004; Yang et al., 2011) 이를 위해 최적의 조건을 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획물에서 관찰되어지는 다량의 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거법에 의한 높은 항산화 활성과 더불어 항산화제로서의 개발에 이용될 수 있을 것이라 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
활성산소종이란 무엇인가?
활성산소종 (Reactive Oxygen Species)은 정상적인 대사과정 중 생성되는 산소의 대사산물로서 과산화수소 (H 2 O 2 ), superoxide anion, hydroxyl radical과 같은 free radical들이다. 이들은 산화적 스트레스로 작용하여 체내의 지질, 단백질, DNA 및 효소 등을 파괴하여 세포조직의 심각한 손상을 야기함으로써 염증이나 피부 노화를 유발할 뿐 만 아니라 암이나 노화에 관련된 각종 질환에 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다 (Donnelly et al.
민간에서 생열귀나무의 열매와 뿌리줄기는 무엇으로 사용되었는가?
강원도에서 자생하는 생열귀나무 (Rosa davurica Pall.)는장미과에 속하는 낙엽활엽관목으로 일본, 사할린, 중국 동북부, 시베리아 동부 등지에 주로 분포하며 민간에서 열매와 뿌리줄기는 방광염, 위장장애, 진통제 등의 약용으로, 뿌리껍질은 황색염료제로 사용되었다. Shin 등 (1998)의 연구에 따르면 생열귀나무의 잎과 열매는 뿌리/줄기에 비해 다량의 비타민 C와 β-carotene를 함유하고 있으며, 중국 민간에서는 비타민 C가 풍부한 생열귀나무 열매를 강장음료의 소재로도 활용하고 있다 (Kuang et al.
활성산소 제거를 위한 항산화제 중 합성 항산화제위 위험성은 무엇인가?
현재 활성산소 제거를 위해 사용되고 있는 항산화제는 BHT (butylated hydroxyl-toluene), BHA (butylated hydroxyl anisole), TBHQ (2-tert-butylhydroxyquinone) 등이 있다. 그러나 이러한 합성 항산화제는 뛰어난 항산화 효과는 가지고 있으나 고용량으로 장기간 사용할 경우 지질대사의 불균형과 암을 유발할 수 있는 것으로 보고되어 있어 각종 식물이나 해조류 등의 천연자원에서 보다 안전하고 효과가 뛰어난 천연 항산화제를 찾기 위한 연구에 많은 관심이 집중되고 있다 (Lee et al., 1994, 2005; Kim et al.
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