EtOH 추출법과 열수 추출법을 사용하여 빈카민 등의 빈카 알칼로이드 화합물을 함유한 빈카 마이너 추출물을 얻었다. 이들 추출물을 사용하여 비듬균, 효모, 그람양성 및 음성세균에 대한 항균활성을 측정 하였다. 비듬균(Malassezia furfur)에 대하여 표준물질인 빈카민과 EtOH 추출물은 항균활성을 보이지 않은 반면 열수 추출물은 항균활성을 나타내었다. 또한 열수 추출물은 그람양성 및 음성세균에 속하는 바실러스(Bacillus sp.)와 대장균(Escherichia coli)에 대해서도 항균활성을 나타내었다. 추출물의 세포독성은 HaCaT 세포(인간 케라티노사이트 세포), HT-29 세포(인간 결직장 선종암 세포), Raw 세포(인간 대식세포)를 대상으로 측정하였으며, 해당 세포들에 대해 특별한 세포독성은 발견 되지 않았다. 또한 형광기반의 탐색물질인 디클로로플루오신 디아세테이트(DCFDA)를 이용한 활성산소종을 측정하였다. 그 결과 HaCaT 세포와 HT-29 세포군에서 활성산소종의 형성이 약 20% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다.
EtOH 추출법과 열수 추출법을 사용하여 빈카민 등의 빈카 알칼로이드 화합물을 함유한 빈카 마이너 추출물을 얻었다. 이들 추출물을 사용하여 비듬균, 효모, 그람양성 및 음성세균에 대한 항균활성을 측정 하였다. 비듬균(Malassezia furfur)에 대하여 표준물질인 빈카민과 EtOH 추출물은 항균활성을 보이지 않은 반면 열수 추출물은 항균활성을 나타내었다. 또한 열수 추출물은 그람양성 및 음성세균에 속하는 바실러스(Bacillus sp.)와 대장균(Escherichia coli)에 대해서도 항균활성을 나타내었다. 추출물의 세포독성은 HaCaT 세포(인간 케라티노사이트 세포), HT-29 세포(인간 결직장 선종암 세포), Raw 세포(인간 대식세포)를 대상으로 측정하였으며, 해당 세포들에 대해 특별한 세포독성은 발견 되지 않았다. 또한 형광기반의 탐색물질인 디클로로플루오신 디아세테이트(DCFDA)를 이용한 활성산소종을 측정하였다. 그 결과 HaCaT 세포와 HT-29 세포군에서 활성산소종의 형성이 약 20% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다.
Vinca alkaloid compounds including vincamine from Vinca minor L. have been extracted by ethanol and hot water extraction methods. Antimicrobial properties of those extracts have been investigated against dandruff causing microorganism Malassezia furfur, yeast, Gram positive and negative bacteria. Vi...
Vinca alkaloid compounds including vincamine from Vinca minor L. have been extracted by ethanol and hot water extraction methods. Antimicrobial properties of those extracts have been investigated against dandruff causing microorganism Malassezia furfur, yeast, Gram positive and negative bacteria. Vincamine standard and ethanol extract showed no sign of antimicrobial activity, whereas hot-water extract had the activity against M. furfur. Furthermore hot water extract had antimicrobial activity against Gram positive Bacillus sp. and Gram negative Escherichia coli. Cytotoxic properties of those extracts have also been investigated with HaCaT cell (human keratinocyte), HT-29 cell (human colorectal adenocarcinoma cell) and Raw cell, showing no significant cytotoxic effects. We also measured the ROS using dichlorofluorescein diacetate (DCFDA), a popular fluorescence-based probe for reactive oxygen species detection. The result showed the increasement of reactive oxygen species formation (20%) in HaCaT and HT-29 cell lines.
Vinca alkaloid compounds including vincamine from Vinca minor L. have been extracted by ethanol and hot water extraction methods. Antimicrobial properties of those extracts have been investigated against dandruff causing microorganism Malassezia furfur, yeast, Gram positive and negative bacteria. Vincamine standard and ethanol extract showed no sign of antimicrobial activity, whereas hot-water extract had the activity against M. furfur. Furthermore hot water extract had antimicrobial activity against Gram positive Bacillus sp. and Gram negative Escherichia coli. Cytotoxic properties of those extracts have also been investigated with HaCaT cell (human keratinocyte), HT-29 cell (human colorectal adenocarcinoma cell) and Raw cell, showing no significant cytotoxic effects. We also measured the ROS using dichlorofluorescein diacetate (DCFDA), a popular fluorescence-based probe for reactive oxygen species detection. The result showed the increasement of reactive oxygen species formation (20%) in HaCaT and HT-29 cell lines.
본 연구에서는 빈카 마이너로부터 얻은 추출물에 함유된 플라보노이드 성분과 빈카민 같은 알칼로이드 성분에 의한 항균 효과에 대한 연구, 그리고 면역 활성 효과를 조사하였다.
제안 방법
빈카 마이너 추출물을 이용하여 비듬균(Malassezia furfur KCTC 7743)10, 효모(Saccharomyces cerevisiae), 그람양성(Bacillussp.) 및 그람음성세균(Escherichia coli JM109)에 대한 항균실험을 수행하였다. 실험방법은 한천확산법 (agar diffusion method)11으로 각각의 균주를 최적배지에서 키운 배양액 100uL를 평판배지에 도말한 후 그 위에 시료 10uL를 점적하였다.
추출물 및 빈카민의 세포독성을 확인하기 위해서, HaCaT, HT-29 세포, 그리고 Raw 세포를 사용하였다. 0 - 100 uM의 빈카민 및 추출물들을 24h 동안 처리한 후, MTT assay를 통해 Vincamine의 세포독성을 조사하였다. Fig.
대상 데이터
2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH), trifluoro acetic acid(TFA), acetonitrile, methanol, vincamine 등은 Sigma-Aldrich사 시약을 사용하였다. 분광광도계는 Mecasys사의 Optizen 2120UV spectrophotometer, HPLC는 영린기기사의 YL9100(검출기: PDA detector)를 사용하여 분석하였다.
분광광도계는 Mecasys사의 Optizen 2120UV spectrophotometer, HPLC는 영린기기사의 YL9100(검출기: PDA detector)를 사용하여 분석하였다. 빈카 마이너는 경기도 과천 그린피아사에서 재배한 식물을 구매하여 실험재료로 사용하였다.
성능/효과
추출물들의 세포독성은 실험에 사용된 세포군에서는 특이적인 세포독성은 발견 되지 않았다. DCFDA를 이용한 활성산소종을 측정한 결과 HaCaT와 HT-29 세포군에서 활성산소종의 형성이 약 20% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. Raw 세포에서도 약간의 증가가 나타났지만 위의 두 종류의 세포와는 다르게 에탄올 추출물에서 좀 더 높은 활성산소 생성 결과가 조사되었다.
빈카 마이너의 열수 추출물과 EtOH 추출물을 이용하여 항균활성과 세포독성 및 면역활성을 조사하였다. 그 결과 표준물질인 빈카민과 EtOH추출물은 항균활성을 보이지 않았으나 열수 추출물은 비듬균(Malassezia furfur)에 대해 항균활성을 보였다. 또한 열수 추출물은 그람양성 및 음성세균에 속하는 바실러스(Bacillus sp.
그 결과 표준물질인 빈카민과 EtOH추출물은 항균활성을 보이지 않았으나 열수 추출물은 비듬균(Malassezia furfur)에 대해 항균활성을 보였다. 또한 열수 추출물은 그람양성 및 음성세균에 속하는 바실러스(Bacillus sp.)와 대장균(Escherichia coli)에 대해서도 항균활성을 나타내었다. 추출물들의 세포독성은 실험에 사용된 세포군에서는 특이적인 세포독성은 발견 되지 않았다.
후속연구
적은 양의 활성산소 생성은 다양한 세포들과 조직에서 면역기능을 위해서만 아니라 세포의 성장과 분열 및 항상성을 유지하는데 반드시 필요하다 (REF 4). 결국, Vincamine의 적은 독성과 적절한 수준의 향균능 및 활성산소 생성능은 세포 및 인체조직의 면역 항상성을 유지하는데 많은 도움을 줄 것으로 보여진다. 특히 빈카민의 경우는 별다른 세포독성을 나타내지 않고, 적절한 활성산소 생성을 유도해 면역활성을 높일 수 있어 천연물 소재로서 상업적 활용성이 높을 것으로 판단된다.
이러한 결과들을 종합해 볼 때 빈카 마이너 열수 추출물 속에는 다양한 균종에 대해 항균활성을 보이는 물질이 포함되어 있을 것으로 추정되며 향후 추가적인 연구를 통해 그 항균물질들의 구조를 분석하여 물질동정을 한다면 새로운 항균 소재의 개발도 가능할 것으로 판단된다.
결국, Vincamine의 적은 독성과 적절한 수준의 향균능 및 활성산소 생성능은 세포 및 인체조직의 면역 항상성을 유지하는데 많은 도움을 줄 것으로 보여진다. 특히 빈카민의 경우는 별다른 세포독성을 나타내지 않고, 적절한 활성산소 생성을 유도해 면역활성을 높일 수 있어 천연물 소재로서 상업적 활용성이 높을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현재 빈카민은 어떤 용도로 사용되고 있는가?
Vinca minor에서 발견되는 대표적인 인돌알칼로이드인 빈카민(Vincamine)과 빈카민 유도체 등은 노화에 대항하여 뇌의 인지능력 또는 기억력을 강화하는 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 현재 빈카민은 혈액순환 개선제 및 뇌혈관 개선제 등으로 이용되고 있다.
Vinca minor의 잎이 가진 효능과 기대 되는 효과는 무엇인가?
이외에도 잎의 여러 가지 알칼로이드 성분에 의한 강장, 수렴작용이 있어 내출혈, 월경출혈감소제로서 사용되며 궤양, 인후염, 고혈압 치료제, 뇌의 혈류를 원활하게 한다는 연구 결과가 있어 혈액순환 개선을 통한 피부환경 개선에 효과가 있을 것으로 기대되고 있다. 이 중 빈카 메이저(Vinca major) 및 빈카 마이너(Vinca minor)는국제 화장품 원료집(ICID)에 등재되어 있다.
빈카 로지아를 제외한 페리윙클에는 어떤 것들이 있는가?
빈카 로지아(Vinca rosea)를 제외한 페리윙클(예, 빈카 메이저, 빈카 마이너 등)에 대한 연구는 항암효과가 적은 이유로 관심의 대상이 되지 않아 상대적으로 기초연구가 적은 상황이다1~3. 특히 빈카 메이저와 빈카 마이너 등의 추출물은 프랑스계 화장품 회사에서 피부용 화장품 재료로 최근 사용된 적이 있으나 아직 그 효능에 대한 연구는 미미한 실정이다4~6.
참고문헌 (15)
R. van der Heijden, D. I. Jacobs, W. Snoeijer, D. Hallard and R. Verpoorte, The Catharanthus Alkaloids: Pharmacolognosy and Biotechnology. Current Medicinal Chemistry, 11, 607-628(2004).
J. Murata, J. Roepke, H. Gordon, and V. De Luca, The Leaf Epidermome of Catharanthus roseus Reveals It's Biochemical Specialization. The Plant Cell, 20, 524-542(2008).
Kyung-Hwan Jung and Hyang-Yeol Lee, 'Escherichia coli b-galactosidase-catalyzed synthesis of 2-phenoxyethanol galactoside and its characterization' Bioprocess Biosyst Eng. 38, 365-372(2014)
Hyang-Yeol Lee and Kyun-Hwan Jung, ' Enzymatic Synthesis of 2-phenoxyethanol Galactoside by Whole Cells of b-Galactosidase-Containing Escherichia coli. J. Microbiol. Biotehcnol. 24. 9. 1254-1259(2014)
Sang-Eun Lee, Hyang-Yeol Lee, and Kyung-Hwan Jung, 'Production of Chlorphenesin Galactoside by Whole Cells of $\beta$ -Galactosidase-Containing Escherichia coli.' Journal of microbiology and biotechnology, 23(6), 826-832(2013).
Soo, Lee and Hyang-Yeol Lee, 'Studies of vindoline metabolism in Catharanthus roseus cell cultures using deuterium-labeled tabersonine,' J. of the Korean Oil Chemists' Soc., 29(1), 71-80(2010).
Hyang-Yeol Lee, 'Analytical Characterization of Aza-Indole Alkaloids in the Biosynthesis of Catharanthus roseus, J. of the Korean Oil Chemists' Soc., 29(2), 248-256(2010).
Ming Yang, Jung Soon Kwak, Seri Jang, Yuan Jia and Inshik Park, 'Fermentation Characteristics of Soybean Yogurt by Mixed Culture of Bacillus sp.' Korean Journal of Food and Nutriton, 26(2), 273-279 (2013).
Eun-Ha Park, 'A Study on Efficiency of Essential Oil for Dandruff Symptoms Relief-Focused on Tea Tree Oil-' Journal of the Korean Society of Fashion and Beauty, 3(3), 31-40 (2005).
Ji-Eun Eom, Sung-Kwon Moon, and Gi-Seong Moon, 'Heterologous Production of Pediocin PA-1 in Lactobacillus reuteri' Journal of Microbiology and Biotechnology, 20(8), 1215-1218 (2010).
Neuroprotection strategies: effect of vinpocetine in vitro oxidative stress models. Pereira C, Agostinho P, Moreira PI, Duarte AI, Santos MS, Oliveira CR. Acta Med Port. 2003 Nov-Dec;16(6):401-6. Epub 2003 Dec 1.
Neuregulin induces HaCaT keratinocyte migration via Rac1-mediated NADPH-oxidase activation. Kim JS, Bak EJ, Lee BC, Kim YS, Park JB, Choi IG. J Cell Physiol. 2011 Nov;226(11):3014-21. doi: 10.1002/jcp.22649.
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