[논문]곤드레 추출물의 최종당화산물의 생성저해 및 라디칼소거 활성

김태완; 이재민; 정경한; 김태훈

doi:10.11002/kjfp.2016.23.2.283

곤드레 추출물의 최종당화산물의 생성저해 및 라디칼소거 활성
Inhibitory effects of advanced glycation end products formation and free radical scavenging activity of Cirsium setidens 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.23 no.2, 2016년, pp.283 - 289

김태완 (안동대학교 식품생명공학과) , 이재민 (경북대학교 치의과학과) , 정경한 (대구대학교 식품공학과) , 김태훈 (대구대학교 식품공학과)

초록
AI-Helper

신선한 곤드레를 메탄올로 침지 추출하여 얻어진 추출물에 대해 n-hexane, EtOAc 및 n-BuOH로 극성별 순차 용매 분획을 실시하였고, 얻어진 결과물에 대하여 DPPH와 $ABTS^+$ radical 소거능 및 최종당화물 생성 저해활성을 평가하였다. 먼저 DPPH 라디칼 소거활성은 페놀성 화합물의 함량이 상대적으로 높은 n-BuOH 가용부에서 $IC_{50}$값이 $24.3{\pm}1.7{\mu}g/mL$ 으로 우수한 DPPH 라디칼 소거능을 확인하였고, 곤드레 추출물에 존재하는 페놀성 화합물과 라디칼 소거능과의 연관성을 시사하였다. 또한 $ABTS^+$ 라디칼 소거능은 EtOAc 및 n-BuOH 분획층물의 $IC_{50}$값은 각각 $69.5{\pm}2.6{\mu}g/mL$, $25.0{\pm}3.3{\mu}g/mL$의 라디칼 소거활성이 확인되었고, 우수한 라디칼 소거 활성물질의 존재가 시사되었다. 또한, 최종당화물 생성 저해활성을 측정한 결과, n-BuOH 가용분획에서 $IC_{50}$값이 $46.0{\pm}1.5{\mu}g/mL$로 높은 생성저해활성을 나타내었으며, 이는 positive control인 aminoguanidine의 $IC_{50}$값인 $90.2{\pm}3.2{\mu}g/mL$과 비교해볼 때 우수한 활성이었으며, 다양한 화합물이 공존하는 추출물 상태의 시료를 단일물질로 정제할 경우 더욱 우수한 효능의 화합물이 존재할 가능성을 시사하였다. 향후 이들 활성물질 동정을 통한 활성물질의 구조 결정 및 활성 기작에 대한 연구가 필요하며 본 연구결과는 천연물 유래의 라디칼 소거능 및 AGEs 생성 저해능을 가지는 새로운 천연 기능성소재 발굴을 위한 기초자료로 활용가능하리라 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Naturally occurring antioxidants, such as polyphenols are widely found in fruits, vegetables, wines, juices, and other plant-based dietary sources and are divided into several sub classes, including phenylpropanoids, flavonoids, stilbenoids, and lignans. As part of the our ongoing search for bioactive food ingredients, the antioxidant and advanced glycation end products (AGEs) formation inhibitory activities of the methanolic extract of the aerial parts of Cirsium setidens were investigated in vitro bioassay system. The antioxidant properties were evaluated through radical scavenging assays using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) ($ABTS^+$) radicals. In addition, the activity of C. setidens against diabetes complications was also tested via AGEs formation inhibition assay. The total phenolic contents were determined using a UV-VIS spectrophotometric method. All tested samples showed a dose-dependent radical scavenging and AGEs inhibitory activities. In particular, the n-butanol (BuOH)-soluble portion showed the most potent radical scavenging activities against DPPH and $ABTS^+$ radicals with $IC_{50}$ values of $24.3{\pm}1.7$ and $25.0{\pm}3.3{\mu}g/mL$, respectively. Futhermore, the inhibition of AGEs formation by the n-BuOH-soluble portion ($IC_{50}$ value; $46.0{\pm}1.5{\mu}g/mL$) was higher than that those of the soluble portions for the other solvent. The results showed that C. setidens could be considered as an effective source of natural antioxidants and other ingredients.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

최근 건강과 관련하여 곤드레의 소비자의 수요가 증가하고 있는 실정이며 항비만 효능도 보고되어 지고 있다(21). 본 연구에서는 곤드레의 메탄올 추출물 및 각 분획물에 대하여 당뇨합병증과 관련된 최종당화산물 생성 억제 및 항산화 활성을 평가에 활용한 AGEs 및 라디칼 저해 활성평가에서 우수한 효능을 확인하였기에 그 결과를 보고하고자 한다.

제안 방법

1 g)에 대해 물에 현탁하여 저극성 용매인 n-Hexane으로 먼저 추출한 후 수층을 다시 ethyl acetate(EtOAc)와 n-butyl alcohol(n-BuOH)을 이용하여 각각 순차적으로 3회 분획하여 추출하였다. 각 용매추출 분획을 감압 농축하여 건조 시킨 후 각각 n-hexane 가용분획 (193.6 g), EtOAc 가용분획(28.6 g), n-BuOH 가용분획(72.3 g), 물 가용분획(74.4 g)을 각각 얻었으며(Fig. 1) 각 분획물을 대상으로 라디칼 소거능 및 최종당화산물 생성 저해능 평가를 수행하였다.
곤드레 메탄올 추출물의 2,2'-azinobis-3-ethylbenzothiazoline6-sulfonic acid(ABTS) radical 소거능을 Re(23)의 방법을 변형하여 다음과 같이 측정하였다. 7 mM ABTS(in water)와 2.
최종당화산물 생성 저해활성은 Vinson 및 Howard 등이 행한 방법(24)을 변형하여 실시하였다. 10 mg/mL의 알부민(bovine serum albumin)을 0.

대상 데이터

본 실험에 시료로 사용한 곤드레(Cirsium setidens)는 경북 영양군 수비면에서 2014년도 5월에 채취된 신선한 곤드레를 사용하였으며, 표본시료는 대구대학교의 식품공학과 천연물화학실험실에 보관하고 있다. 본 실험에서 사용된 시약으로 bovine serum albumin(BSA), 3-morpholinosydnonimine (SIN-1), dihydrorhodamine123(DHR123), aminoguanidine, Folin and Ciocalteau's phenol reagent, gallic acid, 2,2'-azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid(ABTS), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), (+)-catechin 및 tacrine은 Sigma Chemical Co.

이론/모형

곤드레 70% 에탄올 추출물의 전자공여능은 Blois 방법(22)에 따라 측정하였다. 각 시료용액에 120 μL에 0.
총 페놀성 화합물의 함량은 Folin-Denis 방법(25)에 따라 측정하였으며, 추출물 혹은 분획물을 1.0 mg/mL 농도로 조제한 후, 시료 50 μL와 Folin-Denis 시액 50 μL, 0.7 M 탄산나트륨 포화용액 50 μL를 차례로 넣은 다음 이것을 잘 혼합하여 실온에서 60분 방치한 후 UV/VIS 분광광도계로 750 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질은 gallic acid를 이용하여 표준곡선을 작성하여 양을 환산하였다.

성능/효과

이 소거되어 본래의 청록색이 탈색되는 정도를 측정하는 방법으로 천연물로 부터 항산화활성물질 개발을 위한 연구에 광범위하게 이용되고 있다(31). 그 결과 Table 2에서 나타낸 것처럼 곤드레 메탄올 추출물 및 각 유기용매 분획물에 대해 농도별 라디칼 소거능을 평가하여 활성을 IC₅₀값으로 나타내었으며, 특히 EtOAc 및 n-BuOH 분획층물의 IC₅₀값은 각각 69.5±2.6 μg/mL, 25.0±3.3 μg/mL의 매우 우수한 라디칼 소거능을 나타내었으며, 이들 활성은 positive control인 (+)-catechin의 활성에 상당하는 효능임을 확인하였다. 한편, 물층과 n-hexane 분획층에서는 상대적으로 낮은 라디칼소거 활성을 나타내었다(Table 2).
최근에 개발된 대표적인 최종당화산물 생성 저해제로는 aminoguanidine이 있으나 독성이 보고되어 보다 안전하고 부작용이 없는 천연물 유래 AGEs 생성 저해제의 개발을 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서 곤드레 추출물의 당뇨합병증관련 효능평가를 위해 수행한 실험의 결과 곤드레 메탄올 추출물의 IC₅₀값은 각각 221.1±7.7 μg/mL의 효능을 나타내었고, n-BuOH 가용분획의 경우 IC₅₀ 값이 46.0±1.5 μg/mL의 상대적으로 강한 활성을 나타났다. 양성대조구인 aminoguanidine의 IC₅₀값이 90.
6 μg/mL의 라디칼 소거능을 나타내었다. 특히, n-BuOH 분획물의 IC₅₀값은 24.3±1.7 μg/mL의 우수한 라디칼 소거활성을 나타내어, positive control로 사용된 천연 항산화 성분으로 잘 알려져 있는 (+)-catechin과 유사한 활성을 나타냄을 확인하였다. 한편, 물층과 n-hexane 분획물의 IC₅₀값은 각각 >500 μg/mL, 180.

후속연구

1 μg/mL의 최종당화산물 생성저해활성을 나타내었으며 이들의 활성과 곤드레 메탄올 추출물의 n-BuOH 가용부에 상당하는 우수한 활성을 나타내었다. 최근 flavonoid류의 최종당화산물 생성 저해활성과 관련된 구조-활성 상관관계가 보고되어 aglycone에 당의 존재가 활성상승에 영향을 미치는 것이 밝혀졌으며(5), quinic acid 유도체의 우수한 최종당화산물 생성 저해활성이 보고(35)되어져있어 향후 곤드레에 존재하는 최종당화산물 생성 저해활성물질의 동정 및 활성기작 평가가 필요하다고 사료된다.
이상의 결과는 Table 4에서 나타낸 것처럼 페놀성 함량 상대적으로 높게 나타난 EtOAc 층 및 n-BuOH 층에서 ABTS⁺ 라디칼을 소거하는 항산화 활성물질의 존재가 시사되었다. 최근의 연구 결과에 의하면 곤드레에 존재하는 linarin, pectolinarin 등의 플라보노이드류(18) 이외의 qunic acid 유도체인 3,4-di-O-caffeoylquinic acid가 우수한 ABTS⁺ 라디칼 소거 활성을 나타내었으며(32) 이들 화합물을 포함한 n-BuOH층에 존재하는 라디칼소거 활성물질의 동정이 필요하다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	한방에서 이용하는 곤드레의 약용효과는?	곤드레(Cirsium setidens)는 국화과(Compositae)의 다년생 야생 초본으로서 한방에서는 지상부 또는 뿌리를 약용으로 이용해 왔으며, 지상부는 개화기에 수확하여 뿌리는 가을철에 채취하여 말려서 경혈, 지혈, 소종의 효능으로 토혈, 혈뇨, 대하, 간염 및 고혈압 등의 치료에 사용한다고 알려져있다(14). 곤드레는 고려엉겅퀴라고도 불리며 식이섬유, 비타민 및 무기질이 함유되어 있으며 매월 5월에 채취하여 식용으로 사용하며(15), 봄에 돋아나는 연한 어린잎과 부드러운 줄기는 살짝 데쳐서 나물 및 국으로 섭취하며, 줄기껍질 등은 튀김, 무침, 볶음, 데침 등으로 요리하며 특유의 향미를 느낄 수 있는 차로도 이용된다(16).
	곤드레의 다른 이름은?	곤드레(Cirsium setidens)는 국화과(Compositae)의 다년생 야생 초본으로서 한방에서는 지상부 또는 뿌리를 약용으로 이용해 왔으며, 지상부는 개화기에 수확하여 뿌리는 가을철에 채취하여 말려서 경혈, 지혈, 소종의 효능으로 토혈, 혈뇨, 대하, 간염 및 고혈압 등의 치료에 사용한다고 알려져있다(14). 곤드레는 고려엉겅퀴라고도 불리며 식이섬유, 비타민 및 무기질이 함유되어 있으며 매월 5월에 채취하여 식용으로 사용하며(15), 봄에 돋아나는 연한 어린잎과 부드러운 줄기는 살짝 데쳐서 나물 및 국으로 섭취하며, 줄기껍질 등은 튀김, 무침, 볶음, 데침 등으로 요리하며 특유의 향미를 느낄 수 있는 차로도 이용된다(16). 천연물로부터 다양한 건강기능성을 나타내는 부작용이 적은 소재의 개발이 이루어지고 있으며, 산채에는 다양한 기능성을 나타내는 페놀성 화합물들의 생리활성 성분들을 포함하고 있어 주목을 받고 있다(17).
	대표적으로 최종당화산물 생성을 억제하는 물질 중 임상실험에서 독성을 나타낸 것은?	또한 고혈당과 단백질의 비효소적 당화과정으로부터 생성되는 최종당화산물은 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 의해 생성이 가속화되거나 세포표면의 AGEs 수용체와 결합함으로써 활성산소종의 생성을 유발하여 세포손상을 유발하거나 당뇨합병증을 유발에 깊이 관여하는 것으로 보고되어져 있다(6). 이러한 접근방법을 기초로 하여 현재까지 알려진 대표적인 최종당화산물 생성 저해억제물질로는 aminoguanidine, pyridoxamine 등이 있으며(7,8), 이들 중 가장 널리 알려져 있는 최종당화산물 생성억제 물질인 aminoguanidine이 임상실험에서 독성을 나타내는 것이 보고됨에 따라 보다 부작용이 없는 안전한 최종당화산물 생성저해 물질의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 최근에는 보다 안전하고 우수한 효능을 지닌 새로운 물질발굴을 위하여 천연소재로부터 최종당화산물 생성 저해제 개발을 위한 연구(9)가 활발하게 진행 되고 있으며, 석류나무(Punica granatum) 껍질, 다래나무(Actinidia arguta) 뿌리, 사철쑥(Artemisia capillaris) 전초 등의 자생약용식물로부터 최종당화산물의 생성을 효과적으로 저해하는 천연물인 flavonoid, ellagitannin, neolignan 등이 보고되었다(11-13).

참고문헌 (35)

Brownlee M (2005) The pathobiology of diabetic complications: A unifying mechanism. Diabetes, 54, 1615-1625

상세보기
Ahmed N (2005) Advanced glycation endproducts-role in pathology of diabetic complications. Diabetes Res Clin Pract, 67, 3-21

상세보기
Huebschmann AG, Vlassara H, Regensteiner JG, Reush JE (2006) Diabetes and advanced glycoxidation end products. Diabetes Care, 29, 1420-1432

상세보기
Huebschmann AG, Vlassara H, Regensteiner JG, Reush J (2007) Diabetes and advanced glycoxidation end products. Annual Review of Diabetes, 51-63
Matsuda H, Wang T, Managi H, Yoshikawa M (2003) Structure requirements of flavonoids for inhibition of protein glycation and radical scavenging activities. Bioor Med Chem, 11, 5317-5323

상세보기
Edelstein D, Brownlee M (1992) Mechanistic studies of advanced glycation end product inhibition by aminoguanidine. Diabetes, 41, 26-29
Ceriello A (2003) New insights on oxidative stress and diabetic complications may lead to a "casual" andtioxidant therapy. Diabetes Care, 26, 1589-1596

상세보기
Stitt A, Gardiner TA, Anderson L, Canning P, Frizzell N, Duffy N, Boyle C, Januszewski SA, Chachich M, Baynes JW, Thorpe SR (2002) The AGEs inhibitor pyridoxamine inhibits development of retinopathy in experimental diabetes. Diabetes, 51, 2826-2832

상세보기
Yokozawa T, Nakagawa T, Terasawa K (2001) Effects of oriental medicines on the production of advanced glycation end products. J Trad Med, 18, 107-112
Rahbar S, Figarola JL (2003) Novel inhibitors of advanced glycation endproducts. Arch Biochem Biophys, 419, 63-79

상세보기
Jang DS, Lee GY, Lee Y M, Kim Y S, Sun H, Kim DH, Kim JS (2009) Flavan-3-ols having a ${\gamma}$ -lactam from the roots of Actinidia arguta inhibit the formation of advanced glycation end products in vitro. Chem Pharm Bull, 57, 397-400

상세보기
Ito H, Li P, Koreishi M, Nagatomo A, Nishida N, Yoshida T (2014) Ellagitannin oligomers and a neolignan from pomegranate arils and their inhibitory effects on the formation of advanced glycation end products. Food Chem, 152, 323-330

상세보기
Islam MN, Ishita IJ, Jung HA, Choi JS (2014) Vicenin 2 isolated from Artemisia capillaris exhibited potent anti-glycation properties. Food Chem Toxicol, 69, 55-62

상세보기
Kang IJ, Ham SS, Chung CK, Lee SY, Oh DH, Choi KP, Do JJ (1997) Development of fermented soysauce using Cirsium setidens Nakai and comfrey. J Korean Soc Food Sci Nutr, 26, 1152-1158
Chang SY, Song JH, Kwak YS, Han MJ (2012) Quality characteristics of Gondre tofu by the level of Cirsium setidens powder and storage. Korean J Food Culture, 27, 737-742

원문보기 상세보기
Lee SH, Jin YS, Heo SI, Shim TH, Sa JH, Choi DS, Wang MH (2006) Composition analysis and antioxidative activity from different organs of Cirsium setidens Nakai. Korean J Food Sci Technol, 38, 571-576
Larson RA (1988) The antioxidants of higher plants. Phytochemistry, 27, 969-978

상세보기
Yoo YM, Nam JH, Kim MY, Choi J, Park HJ (2008) Pectolinarin and pectolinarigenin of Crisium setidens prevent the hepatic injury in rats caused by D-galactosamine via an antioxidant mechanism. Biol Pharm Bull, 31, 760-764

상세보기
Lee WB, Kwon HC, Cho OR, Lee KC, Choi SU, Baek NI, Lee KR (2002) Phytochemical constituents of Crisium setidens Nakai and their cytotoxicity against human cancer cell lines. Arch Pharm Res, 25, 628-635

원문보기 상세보기
Ahn MJ, Hur SJ, Kim EH, Lee SH, Shin JS, Kim MK, Uchizono JA, Whang WK, Kim DS (2014) Scopoletin from Cirsium setidens increases melanin synthesis via CREB phosphorylation in B16F10 cells. Korean J Physiol Pharmacol, 18, 307-311

원문보기 상세보기
Lee YJ, Kim DB, Lee JS, Cho JH, Kim BK, Choi HS, Lee BY, Lee OH (2013) Antioxidant activity and anti-adipogenic effects of wild herbs mainly cultivated in Korea. Molecules, 18, 12937-12950

상세보기
Blois MS (1958) Antioxidant activity determination by the use of a stable free radical. Nature, 181, 1199-1200

상세보기
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C (1999) Antioxidant activity applying and improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med, 26, 1231-1237

상세보기
Vinson JA, Howard III TB (1996) Inhibition of protein glycation and advanced glycation end products by ascorbic acid and other vitamins and nutrients. J Nutr Biochem, 7, 659-663

상세보기
Singleton VL, Orthofer R, Lamuela-Raventos RM (1999) Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent. Methods Enzymol, 299, 152-172
Lee SG, Yu MH, Lee SP, Lee IS (2008) Antioxidant activities and induction of apoptosis by methanol extracts from avocado. J Korean Soc Food Sci Nutr, 37, 269-275

원문보기 상세보기
Wang SY, Chang HN, Lin KT, Lo CP, Yang NS, Shyur LF (2003) Antioxidant properties and phytochemical characteristics of extracts from Lactuca indica. J Agric Food Chem, 51, 1506-1512

상세보기
Jordon-Thaden IE, Louda SM (2003) Chemistry of Cirsium and Carduus: a role in ecological risk assessment for biological control of weeds? Biochem Syst Ecol, 31, 1353-1396

상세보기
Yoo YM, Nam JH, Kim MY, Choi J, Park HJ (2008) Pectolinarin and pectolinarigenin of Cirsium setidens prevent the hepatic injury in rats caused by D-galactosamine via an antioxidant mechanism. Biol Pharm Bull, 31, 760-764

상세보기
Akihisa T, Kawashima K, Orido M, Akazawa H, Matsumoto M, Yamamoto A, Ogihara E, Fukatsu M, Tokuda H, Fuji J (2013) Antioxidative and melanogenesisinhibitory activities of caffeoylquinic acids and other compounds from moxa. Chem Biodiversity, 10, 313-327

상세보기
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C (1999) Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med, 26, 1231-1237

상세보기
Shang YF, Kim SM, Song DG, Pan CH, Lee WJ, Um BH (2010) Isolation and identification of antioxidant compounds from Ligularia fischeri. J Food Sci, 75, 530-535

상세보기
Sato T, Iwaki M, Shimogaito N, Wu X, Yamagishi S, Takeuchi M (2006) TAGE (toxic AGEs) theory in diabetic complications. Curr Mol Med, 6, 351-358

상세보기
Jang DS, Lee Y M, Kim Y S, Kim JS (2006) Screening of Korean traditional herbal medicines with inhibitory activity on advanced glycation end products (AGEs) formation. Kor J Pharmacogn, 37, 48-52
Jang DS, Yoo NH, Kim NH, Lee YM, Kim CS, Kim J, Kim JH, Kim JS (2010) 3,5-Di-O-caffeoyl-epi-quinic acid from the leaves and stems of Erigeron annuus inhibits protein glycation, aldose reductase, and cataractogenesis. Biol Pharm Bull, 33, 329-333

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증