고속원심분배 크로마토그래피를 이용한 감태(Ecklonia cava)로부터 Eckol의 분리 및 항염증 활성 Isolation of Eckol from Ecklonia cava via Centrifugal Partition Chromatography (CPC) and Characterization of it's Anti-inflammatory Activity원문보기
Phlorotannins and marine algal polyphenols, including dieckol, 6,6-bieckol, phloroglucinol, phlorofucofuroeckol-A, and eckol, were isolated from brown seaweeds. These compounds have beneficial bioactivities, and Ecklonia cava has become widely used for the extraction and isolation of phlorotannins. ...
Phlorotannins and marine algal polyphenols, including dieckol, 6,6-bieckol, phloroglucinol, phlorofucofuroeckol-A, and eckol, were isolated from brown seaweeds. These compounds have beneficial bioactivities, and Ecklonia cava has become widely used for the extraction and isolation of phlorotannins. Eckol, in particular, has been to shown to have antioxidant, anti-inflammatory, anticoagulatory, and photoprotective properties. However, due to its low abundance in weaweed, the isolation and purification of eckol are difficult. Its limited availability renders the isolation and purification of eckol labor-intensive processes. Centrifugal partition chromatography (CPC) is an efficient technique for the isolation and purification of eckol. In this study, eckol was isolated from the ethyl acetate fraction of the 70% ethanol extract of E. cava using CPC with a two-phase solvent system of a n-hexane:EtOAc:methanol:water (2:8:3:7, v/v) solution. The purity and anti-inflammatory activity of the isolated eckol were verified by high-performance liquid chromatography and by assaying lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in an immortalized murine BV2 microglial cell line, respectively. In conclusion, CPC is a useful technique for simple and efficient isolation of eckol from E. cava.
Phlorotannins and marine algal polyphenols, including dieckol, 6,6-bieckol, phloroglucinol, phlorofucofuroeckol-A, and eckol, were isolated from brown seaweeds. These compounds have beneficial bioactivities, and Ecklonia cava has become widely used for the extraction and isolation of phlorotannins. Eckol, in particular, has been to shown to have antioxidant, anti-inflammatory, anticoagulatory, and photoprotective properties. However, due to its low abundance in weaweed, the isolation and purification of eckol are difficult. Its limited availability renders the isolation and purification of eckol labor-intensive processes. Centrifugal partition chromatography (CPC) is an efficient technique for the isolation and purification of eckol. In this study, eckol was isolated from the ethyl acetate fraction of the 70% ethanol extract of E. cava using CPC with a two-phase solvent system of a n-hexane:EtOAc:methanol:water (2:8:3:7, v/v) solution. The purity and anti-inflammatory activity of the isolated eckol were verified by high-performance liquid chromatography and by assaying lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in an immortalized murine BV2 microglial cell line, respectively. In conclusion, CPC is a useful technique for simple and efficient isolation of eckol from E. cava.
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제안 방법
4A) 이하에서 농도별로 NO 생성 억제활성을 측정하였다. Eckol의 NO 생성 억제활성을 측정하기 위하여 세포에 LPS로 자극을 주고 세포내 염증반응의 지표인 NO와 PGE2에 대한 생성 억제활성을 측정하였다.
이 연구에서는 CPC를 이용하여 감태로부터 eckol을 분리하였고, HPLC와 ESI/MS를 통하여 동정을 한 뒤, eckol이 가진 다양한 생리활성 중에서 항염증활성을 쥐의 뇌 대식세포인 BV2 microglial cell line에서 측정하였다.
이 연구에서는 이전의 eckol의 복잡한 분리방법이 아닌 CPC를 사용하여 one-step으로 eckol의 분리를 시도하였다. 그 결과 이전의 분리방법에 비해 많은 시간과 인력을 절약하여 eckol을 분리 할 수 있었고, eckol의 생리활성 중 염증억제 활성 또한 측정하였다.
대상 데이터
본 연구에서 사용된 감태(E. cava)는 2014년 6월에 제주연안에서 채집한 것을 사용하였다. 염과 모래를 제거하기 위하여 물로 3회 세척한 후에 -70℃에서 2시간 동안 냉동시킨 뒤 3일간 동결건조 하였다.
항염증 활성 분석을 위하여 쥐의 대식세포주인 BV2 cell line이 사용되었고, 세포는 American type culture collection(ATCC)에서 분양 받았으며, Dulbecco’s Modified Eagle Medium(DMEM) 배지에 10% fetal bovine serum (FBS)과 1% penicillin-streptomycin을 혼합하여 37℃, 5% CO2 조건에서 배양하였다.
이론/모형
이러한 분리방법은 각 단계별로 시료의 손실이 일어날 수 밖에 없고, 재연성이 불확실하다고 사료되며 시간이 매우 오래 걸린다는 문제점이 있다. 이 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 centrifugal partition chromatography (CPC) 를 사용하였다.
성능/효과
Fig. 3B에서 다른 peak값에 비해 eckol의 peak값이 독보적으로 높은 것으로 보아 70% EtOH 감태 추출물의 EtOAc 분획물로부터 CPC를 이용하여 90%이상의 순도높은 eckol을 분리하는데 성공하였음을 확인 할 수 있다. 이전연구에 따르면, 감태 유래 EtOAc fraction(24.
이런 이유로 이 연구에서는 분리 과정을 단축시켜 시료의 손실과 시간의 소모를 줄이고, 순도높은 화합물을 분리해 낼 수 있는 CPC를 사용하였다. CPC를 사용하여 eckol의 분리가 가능함을 확인하기 위해 감태의 phlorotannin 계열 화합물들을 목적으로 70% EtOH을 사용하여 추출한 감태 추출물을 HPLC를 사용하여 분석한 결과 다양한 물질들이 peak를 나타내었다(Fig. 2A).
62%을 나타내었다. 이와 같은 이유로 CPC를 사용하여 이전의 물질분리 방법보다 간소하며, 순도가 높고, 효율적인 물질의 분리가 가능함을 제시하였다.
후속연구
결과적으로 이 연구에서는 염증반응의 1차적인 지표인 NO와 PGE2의 발현에 대한 억제활성만을 측정하였지만, CPC로 분리한 eckol이 LPS로 유도되는 MAPK pathway의 JNK, p38, ERK와 NF-κB pathway의 p50, p65와 같은 iNOS와 COX-2의 발현에 관여하는 인자들의 발현을 억제하는 효과적인 활성을 가지고 있다고 기대되나, 확실한 염증발현 메커니즘에 대한 염증억제활성에 대해서는 추가적인 실험이 필요하다.
해조류 혹은 해양생물에서 기존 유용 물질이나 신규 물질을 탐색할 때 분리하는 것에 상당히 많은 시간을 소비하게 된다. 하지만 CPC를 활용하면 이전의 분리방법에 비해 매우 많은 시간을 절약 할 수 있어 연구에 있어 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
감태란?
감태(Ecklonia cava)는 갈조식물문 갈조강 다시마목 미역과의 식용가능한 해조류이다. 주로 우리나라 일부 남해안과 제주도 일대 및 일본 지역에 서식하며, 10 m 내외의 깊은 수심에서 서식한다.
감태의 대표적인 생리활성 물질은?
, 2012). 감태의 대표적인 생리활성 물질은 dieckol, 6,6-bieckol, fucodiphloroethol G, 7-Phloroeckol, phlorofucofuroeckol-A, 그리고 eckol 등의 플로로탄닌계 폴리페놀 화합물(Lee et al., 2008)로서 다른 갈조류에 비해 그 함량이 월등하게 높으며, 항산화, 항염증 그리고 항당뇨 등의 다양한 생리활성들이 보고 되어진 바 있다(Lee et al.
감태는 주로 어디에 서식하는가?
감태(Ecklonia cava)는 갈조식물문 갈조강 다시마목 미역과의 식용가능한 해조류이다. 주로 우리나라 일부 남해안과 제주도 일대 및 일본 지역에 서식하며, 10 m 내외의 깊은 수심에서 서식한다. 길이는 1-2 m까지 자라며 줄기는 원기둥 모양이고 밑동은 뿌리 모양을 하고 있다.
참고문헌 (19)
Balboa EM, Conde E, Moure A, Falque E and Dominguez H. 2013. In vitro antioxidant properties of crude extracts and compounds from brown algae. Food Chem 138, 1764-1785. http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.11.026.
Delaunay JC, Castagnino C, Cheze C and Vercauteren J. 2002. Preparative isolation of polyphenolic compounds from Vitis vinifera by centrifugal partition chromatography. J Chromatogr A 964, 123-128.
Heo SJ, Ko SC, Cha SH, Kang DH, Park HS, Choi YU, Kim DK, Jung WK and Jeon YJ. 2009. Effect of phlorotannins isolated from Ecklonia cava on melanogenesis and their protective effect against photo-oxidative stress induced by UV-B radiation. Toxicol In Vitro 23, 1123-1130. http://dx.doi.org/10.1016/j.tiv.2009.05.013.
Joe MJ, Kim SN, Choi HY, Shin WS, Park GM, Kang DW and Kim YK. 2006. The Inhibitory Effects of eckol and dieckol from Ecklonia stolonifera on the expression of matrix metalloproteinase-1 in human dermal fibroblasts. Biol Pharm Bull 29, 1735-1739.
Jung HA, Hyun SK, Kim HR and Choi JS. 2006. Angiotensinconverting enzyme I inhibitory activity of phlorotannins from Ecklonia stolonifera. Fish Sci 72, 1292-1299.
Jung SA, Kim KBWR, Kim MJ, Kim DH, Chan SW, Kim HJ, Jeong DH, Jeong HY, Kim TW, Cho YJ and Ahn DH. 2012. Trypsin inhibitory activity of water extracts from Ecklonia cava as affected by temperature and pH. J Korean Soc Food Sci Nutr 41, 840-845. http://dx.doi.org/10.3746/jkfn.2012.41.6840.
Kang KA, Lee KH, Chae SW, Zhang R, Jung MS, Lee YK, Kim SY, Kim HS, Joo HG, Park JW, Ham YM, Lee NH and Hyun JW. 2005. Eckol isolated from Ecklonia cava attenuates oxidative stress induced cell damage in lung fibroblast cells. Febs Lett 579, 6295-6304. http://dx.doi.org/10.1016/j.febslet.2005.10.008.
Kang MC, Wijesinghe W.A.J.P, Lee SH, Kang SM, Ko SC, Yang XD, Kang NL, Jeon BT, Kim JI, Lee DH and Jeon YJ. 2013. Dieckol isolated from brown seaweed Ecklonia cava attenuates type II diabetes in db/db mouse model. Food Chem Toxicol 53, 294-298. http://dx.org/10.1016/j.fct.2012.12.012.
Kim HS, Zhang C, Lee JH, Ko JY, Kim EA, Kang NL and Jeon YJ. 2014. Evaluation of the biological activities of marine bacteria collected from Jeju Island, Korea, and isolation of active compounds from their secondary metabolites. Fish Aquat Sci 17, 215-222. http://dx.doi.org/10.5657/FAS.2014.0215.
Kim KN, Heo SJ, Yoon WJ, Kang SM, Ahn GN, Yi TH and Jeon YJ. 2010. Fucoxanthin inhibits the inflammatory response by suppressing the activation of $NF-{\kappa}B$ and MAPKs in lipopolysaccharide-induced RAW 264.7 macrophages. Eur J Pharmacol 649, 369-375. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2010.09.032.
Kim SY, Kim EA, Kang MC, Lee JH, Yang HW, Lee JS, Lim TI and Jeon YJ. 2014. Polyphenol-rich fraction from Ecklonia cava (a brown alga) processing by-product reduces LPS-induced inflammation in vitro and in vivo in a zebrafish model. Algae 29, 165-174. http://dx.doi.org/10.4490/algae.2014.29.2.165.
Lee JH, Ko JY, Oh JY, Kim CY, Lee HJ, Kim JI and Jeon YJ. 2014. Preparative isolation and purification of phlorotannins from Ecklonia cava using centrifugal partition chromatography by one-step. Food Chem 158, 433-437. http://dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.02.112.
Lee JH, Ko JY, Samarakoon K, Oh JY, Heo SJ, Kim CY, Nah JW, Jang MK and Jeon YJ. 2013. Preparative isolation of sargachromanol E from Sargassum siliquastrum by centrifugal partition chromatography and its anti-inflammatory activity. Food Chem Toxicol 62, 54-60. http://dx.doi.org/10.1016/j.fct.2013.08.010.
Lee SH, Yong L, Fatih K, Kim MM and Kim SK. 2009. $\alpha$ -Glucosidase and $\alpha$ -amylase inhibitory activities of phloroglucinal derivatives from edible marine brown alga, Ecklonia cava. J Sci Food Agric 89, 1552-1558. http://dx.doi.org/10.1002/jsfa.3623.
Lee SH, Han JS, Heo SJ, Hwang JY and Jeon YJ. 2010. Protective effects of dieckol isolated from Ecklonia cava against high glucose-induced oxidative stress in human umbilical vein endothelial cells. Toxicol In Vitro 24, 375-381. http://dx.doi.org/10.1016/j.tiv.2009.11.002.
Lee SH, Kim KN, Cha SH, Ahn GN and Jeon YJ. 2006. Comparison of antioxidant activities of enzymatic and methanolic extracts from Ecklonia cava stem and leave. J Korean Soc Food Sci Nutr 35, 1139-1145.
Li Y, Qian ZJ, Ryu BM, Lee SH, Kim MM and Kim SK. 2009. Chemical components and its antioxidant properties in vitro: An edible marine brown alga, Ecklonia cava. Bioorgan ed Chem 17, 1963-1973. http://dx.doi.org/10.1016/j.bmc.2009.01.031.
Moon CJ, Kim SH, Kim JC, Hyun JW, Lee NH, Park JW and Shin TK. 2008. Protective effect of phlorotannin components phloroglucinol and eckol on radiation-induced intestinal injury in mice. Phytother Res 22, 238-242. http://dx.doi.org/10.1002/ptr.2298.
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