여주씨에서 분리한 Vicine과 α-Eleostearic Acid의 α-glucosidase 저해효과 α-Glucosidase Inhibitory Effect of Vicine and α-Eleostearic Acid from the Seeds of Momordica charantia원문보기
최근 들어 여주의 혈당개선의 약리학적 효능이 보고됨에 따라 기능성 채소로 각광받고 있다. 주로 여주 과실만이 식용으로 쓰이지만 여주씨 또한 다양한 가공과정을 거칠 경우(건여주 혹은 건조분말, 환, 엑기스 등) 필연적으로 함께 섭취되기도 한다. 본 연구에서는 과실이외의 특히, 연구결과가 미비한 여주씨에 대해 생리활성물질의 구명 및 혈당개선의 효과에 대한 연구를 수행하였다. 다양한 추출물 및 단일 활성성분의 혈당개선 in vitro검증법인 ${\alpha}$-glucosidase에 대한 저해효과를 측정하였고, 활성을 나타내는 추출물 또는 활성성분과의 상관관계를 구명하였다. 구체적으로는 95% 에탄올 추출물 및 비극성 용매 등에 다량 추출되는 생리활성물질인 ${\alpha}$-eleostearic acid는 우수한 저해효과를 나타내었다($IC_{50}=43.4{\mu}g/mL$). 또한 효소저해제의 함량을 HPLC를 통한 정량분석을 수행함으로써 여주씨에 함유된 기능성성분의 혈당개선 식 의약 소재로의 응용가능성을 연구하였다.
최근 들어 여주의 혈당개선의 약리학적 효능이 보고됨에 따라 기능성 채소로 각광받고 있다. 주로 여주 과실만이 식용으로 쓰이지만 여주씨 또한 다양한 가공과정을 거칠 경우(건여주 혹은 건조분말, 환, 엑기스 등) 필연적으로 함께 섭취되기도 한다. 본 연구에서는 과실이외의 특히, 연구결과가 미비한 여주씨에 대해 생리활성물질의 구명 및 혈당개선의 효과에 대한 연구를 수행하였다. 다양한 추출물 및 단일 활성성분의 혈당개선 in vitro검증법인 ${\alpha}$-glucosidase에 대한 저해효과를 측정하였고, 활성을 나타내는 추출물 또는 활성성분과의 상관관계를 구명하였다. 구체적으로는 95% 에탄올 추출물 및 비극성 용매 등에 다량 추출되는 생리활성물질인 ${\alpha}$-eleostearic acid는 우수한 저해효과를 나타내었다($IC_{50}=43.4{\mu}g/mL$). 또한 효소저해제의 함량을 HPLC를 통한 정량분석을 수행함으로써 여주씨에 함유된 기능성성분의 혈당개선 식 의약 소재로의 응용가능성을 연구하였다.
BACKGROUND: Momordica charantia (MC) have been used in various parts of the world to treat diabetes. Despite the highest effects of phytochemicals than any other part of the plant, the main components of seed of MC grown in Korea and their properties have not been studied extensively. METHODS AND RE...
BACKGROUND: Momordica charantia (MC) have been used in various parts of the world to treat diabetes. Despite the highest effects of phytochemicals than any other part of the plant, the main components of seed of MC grown in Korea and their properties have not been studied extensively. METHODS AND RESULTS: The seeds of MC were extracted into five different polarity solvents: 30%, 50%, 70%, 95% ethanol and distilled water. The 95% ethanol extract showed the most potent inhibition ($IC_{50}=88.7{\mu}g/mL$) against ${\alpha}$-glucosidase. To investigate the compounds responsible for this effect, activity guided fractionation of MC seeds by chromatography yielded two phytochemicals which were confirmed as vicine (1) and ${\alpha}$-eleostearic acid (2) based on their NMR and ESI-MS spectroscopic data. Among them, ${\alpha}$-eleostearic acid (2) possessed potent ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activities with $IC_{50}$ values from $32.4{\mu}g/mL$. CONCLUSION: Collectively, the results from this present study strongly suggest that both extract and ${\alpha}$-eleostearic acid (2) have potent ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activity. Furthermore, ${\alpha}$-eleostearic acid (2) as the most active ${\alpha}$-glucosidase inhibitor was proven to be present in high quantities in the MC seeds by a HPLC chromatogram.
BACKGROUND: Momordica charantia (MC) have been used in various parts of the world to treat diabetes. Despite the highest effects of phytochemicals than any other part of the plant, the main components of seed of MC grown in Korea and their properties have not been studied extensively. METHODS AND RESULTS: The seeds of MC were extracted into five different polarity solvents: 30%, 50%, 70%, 95% ethanol and distilled water. The 95% ethanol extract showed the most potent inhibition ($IC_{50}=88.7{\mu}g/mL$) against ${\alpha}$-glucosidase. To investigate the compounds responsible for this effect, activity guided fractionation of MC seeds by chromatography yielded two phytochemicals which were confirmed as vicine (1) and ${\alpha}$-eleostearic acid (2) based on their NMR and ESI-MS spectroscopic data. Among them, ${\alpha}$-eleostearic acid (2) possessed potent ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activities with $IC_{50}$ values from $32.4{\mu}g/mL$. CONCLUSION: Collectively, the results from this present study strongly suggest that both extract and ${\alpha}$-eleostearic acid (2) have potent ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activity. Furthermore, ${\alpha}$-eleostearic acid (2) as the most active ${\alpha}$-glucosidase inhibitor was proven to be present in high quantities in the MC seeds by a HPLC chromatogram.
따라서 본 연구는 국내에서 재배된 여주에 들어있는 여주씨 추출물의 α-glucosidase 저해효과를 측정하고 함유된 기능성물질과의 상관관계를 알아보고자 하였다. 또한 효소저해제의 함량을 HPLC를 통한 정량분석을 수행함으로써 여주씨에 함유된 기능성성분의 혈당개선 식·의약 소재로의 응용가능성을 연구하였다.
따라서 본 연구는 국내에서 재배된 여주에 들어있는 여주씨 추출물의 α-glucosidase 저해효과를 측정하고 함유된 기능성물질과의 상관관계를 알아보고자 하였다. 또한 효소저해제의 함량을 HPLC를 통한 정량분석을 수행함으로써 여주씨에 함유된 기능성성분의 혈당개선 식·의약 소재로의 응용가능성을 연구하였다.
제안 방법
α-glucosidase 저해활성은 합성기질인 1 mM p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside (pNPG)를 phosphate buffer (pH 6.8)에 첨가한 후 시료를 넣고 그 혼합액에 효소액 첨가 후 37℃에서 15분간 반응시키고 0.1 M NaOH를 첨가하여 반응을 종결시켜 기질인 pNPG로부터 유리되어 나오는 반응 생성물인 p-nitrophenol을 405 nm에서 측정하여 α-glucosidase 활성의 억제 정도를 측정하였다(Yuk et al., 2011). 샘플 무첨가구는 negative control로 사용하였으며, 기질 무첨가구는 blank로 사용하였다.
분리를 위해 여주씨 분말 200 g을 95% 에탄올에 1일간 침적시키고 추출된 여액을 감압, 농축하여 건조된 추출물 10 g을 얻었다. 얻어진 95% 에탄올 추출물을 헥산(2 L×2)/물(1 L)로 분배 추출 후 물층에 대하여 역상 크로마토그래피 및 재결정법을 이용하여 고순도의 vicine (1)을 분리 하였으며, 상기의 방법으로 분리된 화합물은 HPLC-ESI/MS, 1H and 13C NMR 등의 기기분석을 통한 정성분석으로 화학적 구조를 밝혔다. 이 후 헥산층에 대하여 silica gel CC를 실시하여(헥산-에틸아세테이트=20:1→1:1) 7개의 분획물(A-G)을 얻었다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 여주씨는 함양영농조합법인에서 2014년 9월에 제공받은 여주과실을 수세하여 과육과 완숙된 씨를 분리한 다음 여주씨를 동결건조 한 후 최종 분쇄하여 사용하였다. 본 추출에 앞서 증류수, 30%, 50%, 70% 에탄올 및 95% 에탄올 등으로 추출을 실시하여 α-glucosidase 저해활성을 비교한 결과 가장 높은 억제효과를 가진 95% 에탄올 추출물을 생리활성물질의 분리를 위한 추출 용매로 결정하였다.
데이터처리
실험에서 얻어진 결과의 통계적 유의성은 SPSS (statistical package for social sciences, Version 10.0, Chicago,USA)를 이용하여 모든 값은 mean±SD 값으로 나타내었고, 각 농도의 평균치의 통계적 유의성을 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test에 의해 검정하였다.
성능/효과
4 μg/mL으로 α-glucosidase의 치료제 및 대조약물로 사용되는 DNJ (IC50=124 μg/mL)보다 약 3배 가까이 우수한 저해효과를 확인하였다. 따라서 여주씨 추출물에서 저해효과가 가장 우수한 95% 에탄올 추출물 및 그 속에 다량 함유된 생리활성물질인 α-eleostearic acid는 α-glucosidase 저해 효과에 중요하게 기여하고 있음을 나타내며, 식후의 혈당 상승을 억제시켜 줄 수 있는 잠재력이 있음을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
여주란?
여주(Momordica charantia L.)는 Bitter Melon 또는 Bitter gourd로 알려진 덩굴성 한해살이 박과식물로, 예로부터 일반적인 과실이 아니라 귀중한 약재로도 활용되어 왔다(Giron et al., 1991; Zong et al.
여주 과실 함유 성분 중 charantin의 역할은?
,2013). 특히 여주의 과실에 함유되어 있는 triterpene glycoside인 charantin이라는 성분은 췌장의 ß세포에 작용하여 인슐린의 분비를 촉진함으로써 혈당을 낮춰 주는 역할을 하는 것으로 보고되고 있다(Parkash et al., 2002; Rathi et al.
우리나라에서 여주를 부르는 다른 이름은?
,2003). 우리나라에서는 미숙 과실의 쓴맛 때문에 쓴오이라고도 하며 덩굴성 작물로 심어 주로 관상용으로 이용해 왔으나,기능성 성분이 높은 박과채소로의 관심이 높아지면서 함양,정읍, 철원, 제주도 등 전국 각지에서 여주를 재배·가공·판매하여 부가가치를 높이는 농가가 많아지고 있다.
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