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폴리페놀산화효소를 활용한 Gallic Acid 반응물의 라디칼 소거 및 α-Glucosidase 저해 활성 평가
Evaluation of Radical Scavenging and α-Glucosidase Inhibitory Effects of Gallic Acid Reactants Using Polyphenol Oxidase 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.45 no.9, 2016년, pp.1385 - 1390  

정윤희 (대구대학교 식품공학과) ,  김태훈 (대구대학교 식품공학과)

초록
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폴리페놀 화합물은 천연에 광범위하게 존재하는 천연 화합물로 과일, 주스, 야채 등에 존재하여 일상생활에서 쉽게 섭취할 수 있으며, 이들 화합물의 건강증진 및 질병 예방 효과로 오랫동안 주목을 받고 있다. 천연물 유래의 항산화 및 항당뇨 개발과 관련하여 많은 연구가 효소 저해, 세포 및 동물실험을 통하여 다양하게 이루어져 왔다. 본 연구는 배유래의 polyphenol oxidase를 이용하여 천연에 존재하는 단순 페놀성 화합물인 gallic acid의 산화 축합반응을 실온에서 1, 3, 5, 7, 10시간 동안 유도하여 얻어진 결과물에 대하여 DPPH 및 $ABTS^+$ 라디칼을 활용한 항산화 활성${\alpha}$-glucosidase 저해능을 통해 항당뇨 활성을 평가하였다. 먼저 DPPH 라디칼 소거 활성은 gallic acid의 5시간 반응물의 경우, $100{\mu}g/mL$의 농도에서 84.9%의 활성을 나타내어, 양성대조군인 (+)-catechin보다 우수한 활성을 나타내었으며 7시간 및 10시간 반응물의 경우 라디칼 소거 활성이 점차 감소하는 경향을 확인하였다. 또한, $ABTS^+$ 라디칼 소거 활성은 반응 1, 3, 5시간 반응물에서 양성대조군인 (+)-catechin보다 강한 라디칼 소거능을 확인하였으며 7시간 반응물부터는 라디칼 소거 활성이 감소함을 확인하였다. ${\alpha}$-Glucosidase 저해능은 5시간 반응물의 $250{\mu}g/mL$ 농도에서 87.4%의 가장 강한 저해 활성을 나타내었으며, 이 활성은 같은 농도에서 양성대조군인 acarbose의 81.8%보다 강한 활성이었다. 향후 이들 반응을 통하여 생성된 화합물의 대량생산을 통한 물질 분리 및 구조 동정을 통하여 항산화 및 항당뇨 활성과 추가적인 메커니즘 검증을 수행할 필요성이 있다고 생각한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Gallic acid is a representative hydroxybenzoic acid and is found in free form in several plants and in various esterified forms as a part of hydolyzable tannins. Convenient enzymatic transformation of trihydroxylated gallic acid with polyphenol oxidase originating from pear was evaluated to investig...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 배 유래의 polyphenol oxidase를 활용하여 기능성 신소재 개발의 일환으로서 천연에 광범위하게 존재하는 gallic acid의 산화 축합반응을 시간별로 유도하여 라디칼 소거 및 α-glucosidase 저해 활성을 평가하여 얻어진 gallic acid 산화 반응물의 가치를 탐색하였다.
  • 본 연구에서는 이전 연구에서 보고한 페놀성 화합물의 효소 반응 산화 생성물의 항염증 효능 평가를 수행한 실험과 동일한 방법(17)으로 배 유래의 polyphenol oxidase를 효소원으로 하여 페놀성 화합물인 gallic acid의 산화 반응을 수행하여 새롭게 생성되는 gallic acid 산화 반응물에 대해 항산화 및 α-glucosidase 저해 활성에 관한 연구를 수행하였다.
  • 최근 polyphenol의 항산화 활성 및 생활습관성 질환의 예방 효능에 대한 다양한 검증이 이루어지고 있고 이와 관련하여 본 연구에서는 gallic acid 산화 반응물에 대한 항산화 활성을 DPPH, ABTS+ 라디칼 소거능을 활용하여 검증하였으며, 항당뇨 활성의 1차 스크리닝에 활용되는 αglucosidase 저해 활성을 평가하여 polyphenol oxidase를 활용하여 기능성 소재 개발을 위한 천연 유래 자원 활용 가능성을 확인하였다.

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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
항산화 작용과 당뇨병은 어떤 관련이 있는가? 당뇨병은 크게 두 가지로 나뉘며 제1형은 췌장 베타세포의 병변에 따른 인슐린 결핍으로 인한 인슐린 의존성, 제2형은 인슐린 저항성으로 인한 인슐린 비의존성 당뇨로 정의할 수 있다(10,11). 일반적으로 당뇨병과 항산화 작용은 서로 밀접한 연관성이 최근 연구에서 시사되었으며, 이는 췌장 베타세포의 손상이 산화적 스트레스에 의해 발생하고 이것이 곧 인슐린 분비 감소로 이어져 항산화 물질이 당뇨병 개선에 관련하는 것이 증명되었다(12). 한편 α-glucosidase는 장의 소장 점막에 존재하는 당 분해효소의 한 종류로서 이를 저해하면 탄수화물의 소화를 방해하여 소장에서의 당의 흡수가 지연되므로 식후 급격한 혈당상승을 막아준다(13).
활성산소 종을 발생하게 하는 외부의 스트레스 요인에는 무엇이 있는가? 최근 생활습관성 및 각종 퇴행성 질환이 현대인들의 건강을 위협하고 있으며, 이는 과도한 산화적 스트레스에 노출된 것이 그 원인 중 하나이다. 인체에서는 산화 촉진물질과 산화 억제물질이 균형을 유지하기 위하여 자유라디칼의 생성과 항산화 방어체계가 유지되는데 자외선, 흡연, 매연, 약물, 스트레스, 방사선 등의 요인에 의해 그 균형이 파괴된다. 이로 인해 과도하게 생성된 superoxide, nitric oxide, nitrogen dioxide, hydroxyl, peroxynitrite 등과 같은 활성산소 종(reactive oxygen species, ROS)은 산화적 스트레스를 유발하며 세포의 구성성분인 지질, 단백질, 당, DNA 등에 비선택적, 비가역적 파괴(1,2)를 촉진하여 노화 및 암, 뇌질 환, 심혈관계질환, 피부질환 등의 각종 질병의 원인이 된다 (3,4).
항산화 물질은 무엇인가? 이로 인해 과도하게 생성된 superoxide, nitric oxide, nitrogen dioxide, hydroxyl, peroxynitrite 등과 같은 활성산소 종(reactive oxygen species, ROS)은 산화적 스트레스를 유발하며 세포의 구성성분인 지질, 단백질, 당, DNA 등에 비선택적, 비가역적 파괴(1,2)를 촉진하여 노화 및 암, 뇌질 환, 심혈관계질환, 피부질환 등의 각종 질병의 원인이 된다 (3,4). 항산화 물질은 체내에서 활성산소종이나 자유라디칼을 중화시켜 노화 방지, 성인병 예방 등의 기능을 하는 성분을 말하며, BHA(butylated hydroxyanisole), BHT(butylated hydroxytoluene) 등의 합성 항산화제가 광범위하게 사용되었으나(5,6), 이들 물질의 암, 지질대사 불균형 등의 부작용으로 인하여 사용제한을 권고하고 있다(7). 최근 항산화 성분에 대한 대중의 관심이 높아짐에 따라 평소 생활에서 항산화 효능이 뛰어난 과일이나 견과류 등의 천연자원을 통한 천연 항산화제의 섭취가 늘고 있으며, 최근 연구보고에 의하면 블루베리, 셀러리, 감귤 및 포도 등에도 항산화 물질이 다량 포함되어 항산화 활성을 나타냄이 알려져 있다(8).
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참고문헌 (28)

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