베타-갈락토시데이즈를 이용하여 합성한 1, 2-Hexanediol Galactoside의 보습력과 항균력에 대한 연구 Water-holding Capacity and Antimicrobial Activity and of 1, 2-Hexanediol Galactoside Synthesized by β-Galactosidase원문보기
재조합 대장균의 ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$)을 이용하여 transgalactosylation 반응으로 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal) 합성을 수행하였다. 먼저, 합성 반응을 수행할 때의, ${\beta}-gal$의 양, 1, 2-hexanediol(HD)의 양, 반응 pH, 반응 온도 등 반응조건을 최적화하였다. ${\beta}-Gal$은 4.8 U/mL, HD는 75 mM, pH는 7.0, 온도는 $37^{\circ}C$의 조건이 최적 합성 조건이었으며, 이때, 약 96%의 HD가 HD-gal로 conversion 되었다. 그리고, 돼지 epidermis를 이용하여 HD와 HD-gal의 water holding capacity (WHC)를 비교 측정하여 보았는데, 이때, epidermis 표면에 HD와 HD-gal을 84.4, 126.6, 168.8, 211.0 mM을 처리하였으며, 84.4, 126.6, 168.8 mM의 HD와 HD-gal을 처리하였을 경우 HD-gal이 HD보다 더 큰 WHC 값을 보여 주었고, 168.8 mM의 경우에는 HD-gal이 HD와 비교하여 최대 약 20% 정도의 더 큰 WHC 값을 보여 주었다. 그러나, HD-gal의 MIC (minimal inhibitory concentration) 값을 측정해 본 결과, Enterococcus faecalis의 경우에는 HD의 MIC와 같았으나, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus의 경우에는 약 3배에서 10배까지 HD-gal의 MIC 값이 HD에 비하여 증가되는 현상이 관찰되었다. 결론적으로, HD의 transgalactosylation 반응으로 인하여 합성된 HD-gal의 보습력은 HD에 비하여 증가되고, HD-gal의 항균력은 HD와 비교하여 감소하는 현상을 관찰하였다.
재조합 대장균의 ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$)을 이용하여 transgalactosylation 반응으로 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal) 합성을 수행하였다. 먼저, 합성 반응을 수행할 때의, ${\beta}-gal$의 양, 1, 2-hexanediol(HD)의 양, 반응 pH, 반응 온도 등 반응조건을 최적화하였다. ${\beta}-Gal$은 4.8 U/mL, HD는 75 mM, pH는 7.0, 온도는 $37^{\circ}C$의 조건이 최적 합성 조건이었으며, 이때, 약 96%의 HD가 HD-gal로 conversion 되었다. 그리고, 돼지 epidermis를 이용하여 HD와 HD-gal의 water holding capacity (WHC)를 비교 측정하여 보았는데, 이때, epidermis 표면에 HD와 HD-gal을 84.4, 126.6, 168.8, 211.0 mM을 처리하였으며, 84.4, 126.6, 168.8 mM의 HD와 HD-gal을 처리하였을 경우 HD-gal이 HD보다 더 큰 WHC 값을 보여 주었고, 168.8 mM의 경우에는 HD-gal이 HD와 비교하여 최대 약 20% 정도의 더 큰 WHC 값을 보여 주었다. 그러나, HD-gal의 MIC (minimal inhibitory concentration) 값을 측정해 본 결과, Enterococcus faecalis의 경우에는 HD의 MIC와 같았으나, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus의 경우에는 약 3배에서 10배까지 HD-gal의 MIC 값이 HD에 비하여 증가되는 현상이 관찰되었다. 결론적으로, HD의 transgalactosylation 반응으로 인하여 합성된 HD-gal의 보습력은 HD에 비하여 증가되고, HD-gal의 항균력은 HD와 비교하여 감소하는 현상을 관찰하였다.
We carried out the enzymatic synthesis of 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal) by transgalactosylation reaction using recombinant Escherichia coli ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$). The amounts of ${\beta}-gal$ and 1, 2-hexanediol (HD), pH, and temperature, res...
We carried out the enzymatic synthesis of 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal) by transgalactosylation reaction using recombinant Escherichia coli ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$). The amounts of ${\beta}-gal$ and 1, 2-hexanediol (HD), pH, and temperature, respectively, were first optimized (${\beta}-Gal$, 4.8 U/mL; HD, 75 mM; pH, 7.0; temperature, $37^{\circ}C$). Under these optimal conditions, about 96% HD was converted to HD-gal. When we investigated the water holding capacities (WHCs) of HD and HD-gal using pig epidermis in the concentrations of 84.4, 126.6, 168.8, 211.0 mM, WHC of HD-gal was superior to HD. In particular, at 168.8 mM HD and HD-gal, WHC of HD-gal showed about 20% greater than that of HD. However, it was observed that MIC values against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus of HD-gal were about three to ten times greater than those of HD, although MIC value of HD-gal against Enterococcus faecalis was almost the same as that of HD. Finally, it was concluded that the covalent bonding of a galactose molecule to HD (transgalactosylation) resulted in an increase in WHC of HD-gal and a decrease in anti-bacterial activity.
We carried out the enzymatic synthesis of 1, 2-hexanediol galactoside (HD-gal) by transgalactosylation reaction using recombinant Escherichia coli ${\beta}-galactosidase$ (${\beta}-gal$). The amounts of ${\beta}-gal$ and 1, 2-hexanediol (HD), pH, and temperature, respectively, were first optimized (${\beta}-Gal$, 4.8 U/mL; HD, 75 mM; pH, 7.0; temperature, $37^{\circ}C$). Under these optimal conditions, about 96% HD was converted to HD-gal. When we investigated the water holding capacities (WHCs) of HD and HD-gal using pig epidermis in the concentrations of 84.4, 126.6, 168.8, 211.0 mM, WHC of HD-gal was superior to HD. In particular, at 168.8 mM HD and HD-gal, WHC of HD-gal showed about 20% greater than that of HD. However, it was observed that MIC values against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus of HD-gal were about three to ten times greater than those of HD, although MIC value of HD-gal against Enterococcus faecalis was almost the same as that of HD. Finally, it was concluded that the covalent bonding of a galactose molecule to HD (transgalactosylation) resulted in an increase in WHC of HD-gal and a decrease in anti-bacterial activity.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
HD가 화장품용 방부제로 쓰이기 때문에 galactose가 한 분자 결합한 HD-gal의 방부제로서의 성능 변화에 대하여 조사하여 보았다. 선행연구에서는 CPN-gal과 PE-gal의 경우에 CPN과 PE에 galactose 한 분자가 결합하여도 MIC 값에는 큰 변화가 관찰되지 않았다[7,9].
그리고, 추가적으로 MIC 값 측정을 통하여 HD-gal의 항균력 변화를 HD와 비교하면서 조사하여 보았다. 본 연구의 장기적인 목적은 피부에 덜 해롭고 기능성이 뛰어난 화장품용 항균제 개발하는데 있으며, 아래 수행한 몇 가지 연구 결과와 앞으로 수행할 피부세포 독성실험 등의 수행으로 본 연구 목적이 달성될 것으로 기대하고 있다.
이러한 전략은 이미 유용한 약물의 기능성 변화를 위한 방안으로 많은 연구가 이루어진 분야이다[11]. 본 연구팀은 그동안 chlorphenesin (CPN), 2-phenoxyethanol (PE), 1, 2-hexanediol (HD)의 galactoside 유도체인 chlorphenesin galactoside (CPN-gal) [6,7], 2-phenoxyethanol galactoside(PE-gal) [8,9], 그리고 1, 2-hexanediol galactoside(HD-gal) [10]의 합성에 대한 연구를 수행하였다. 흥미롭게도 합성된 CPN-gal과 PE-gal의 미생물에 대한 minimal inhibitory concentration (MIC) 값은 CPN과 PE의 MIC 값과 거의 같았으나, 피부세포에 처리하여 세포독성을 조사하여 본 결과, CPN-gal과 PE-gal의 세포독성이 CPN과 PE에 비하여 현저하게 감소되는 결과를 확인할 수 있었다[7,9].
순수 분리 정제한 HD-gal을 가지고 galactose 한 분자의 결합이 보습력에 어떠한 영향을 주는지 조사하였다. Figure 4에서와 같이 pig epidermis에서 시간이 지나감에 따라서 수분이 증발하는 현상이 모든 조건에서 관찰되었으나, HD나 HD-gal을 처리한 시료에서 보다더 큰 값의 RWHC 값이 측정되었다.
최근까지 꾸준히 화장품용 방부제(살균/보존제)로부터 유발되는 피부질환의 문제가 보고되고 있다[1-5]. 이러한 문제를 완화 시키고 해결하기 위하여, 본 연구팀에서는 기존에 사용하고 있는 방부제의 부작용을 감소시키기 위한 방법으로 방부제의 galactoside 유도체에 대한 연구를 수행해 왔다[6-10]. 이를 위하여 β-galactosidase (β-gal)을 함유하는 재조합 대장균을 이용하여 고농도의 lactose 조건에서 galactose 분자를 방부제 분자에 붙이는 transgalactosylation 반응으로 방부제 galactoside 유도체를 합성하였다.
가설 설정
정량 분석을 위하여 표준농도의 HD 시료를 시료와 같이 분석하였고, TLC plate를 이미지를 스캔한 후, AlphaEase FC software (Alpha Innotech,San Leonardo, CA, USA)를 이용하여 band (혹은 spot)의 크기를 정량 분석하였다. HD의 transgalactosylation 반응에서 HD로부터 HD-gal로의 conversion (%)은 합성된 HD가 HD-gal로 모두 conversion 되었다고 가정하고, HD의 감소량을 기준으로 아래의 식과 같이 계산하였다.
제안 방법
HD-gal 합성을 위하여 300 g/L의 lactose 용액에서 β-gal의 양, HD의 농도, pH, 그리고 온도 순으로 최적 조건을 조사하였다.
이 bacteria 희석용액을 nutrient agarmedium가 분주된 96 well plate의 배지 표면에 streaking 하여 37℃에서 24 h 배양한다. 그 후, 96 well plate에서의 colony의 성장 여부를 눈으로 관찰 확인하였다.
선행연구에서는 CPN-gal과 PE-gal의 경우에 CPN과 PE에 galactose 한 분자가 결합하여도 MIC 값에는 큰 변화가 관찰되지 않았다[7,9]. 그러한 이유로 HD에 한 분자의 galactose가 결합한 HD-gal의 MIC 값을 측정하여 보았다. 이때, HD의 MIC 값도 같이 측정하여 비교하였고, 대상 미생물로 Gram-positive bacteria인 E.
0 mM의 농도로 각각의 pig epidermis 표면 위에 200 µL씩 loading하고 뚜껑을 닫는다. 그리고, 25℃ incubator에서 1 h 동안 놓아둔 후, 수분 측정기(Aramo-SG moisture checker,Aramhuvis, Gyeonggi-do, Korea)로 pig epidermis 표면의 수분함량의 변화를 측정하였다. 수분측정기는 epidermis 표면의 capacitance를 측정하며, 본 연구에서는 이를 water holding capacity (WHC)로 표현하였고, 시간에 따른 relative water holding capacity (RWHC)의 변화를 zero time의 capacitance 측정값을 100%로 하여 상대적인 값으로 계산하였다.
최적조건을 확인한 후, HD-gal의 보습력과 MIC 값 측정을 위하여 최적조건에서 50 mL conical tube 안에서 합성반응을 수행하였으며, 전체 부피 40 mL였다. 그리고, 9 mL의 반응액과 9 mL ethyl acetate (EA)를 50 mL conical tube에 넣어 섞은 후, 물과 EA층으로 분획하여 EA층으로 잔여 HD를 제거하고, 물층으로 합성된 HD-gal을 분획하였다. 이러한 분획은 총 3회 실시하였고, 나머지 반응액도 이러한 분획을 계속 실시하여 잔여 HD가 제거되고,HD-gal이 모여 있는 물층 만을 모았다.
본 연구에서는 HD의 transgalactosylation 반응 조건을 최적화 시키는 실험을 먼저 수행하였고, 합성된 HD-gal을 정제하여 transgalactosylation 반응으로 galactose 한 분자가 HD에 붙어서 HD-gal이 되었을 경우에 피부 보습력에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 조사를 이어서 실시하였다. 그리고, 추가적으로 MIC 값 측정을 통하여 HD-gal의 항균력 변화를 HD와 비교하면서 조사하여 보았다. 본 연구의 장기적인 목적은 피부에 덜 해롭고 기능성이 뛰어난 화장품용 항균제 개발하는데 있으며, 아래 수행한 몇 가지 연구 결과와 앞으로 수행할 피부세포 독성실험 등의 수행으로 본 연구 목적이 달성될 것으로 기대하고 있다.
대장균의 araBAD 프로모터 시스템에 의하여 발현이 조절되는 pBAD/Myc-His/lacZ vector (7.2 kb) (Invitrogen,Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 E. coil MC 1061를 발현 숙주로 하여 β-gal을 발현하였다.
본 연구에서는 HD의 transgalactosylation 반응 조건을 최적화 시키는 실험을 먼저 수행하였고, 합성된 HD-gal을 정제하여 transgalactosylation 반응으로 galactose 한 분자가 HD에 붙어서 HD-gal이 되었을 경우에 피부 보습력에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 조사를 이어서 실시하였다. 그리고, 추가적으로 MIC 값 측정을 통하여 HD-gal의 항균력 변화를 HD와 비교하면서 조사하여 보았다.
이러한 분획은 총 3회 실시하였고, 나머지 반응액도 이러한 분획을 계속 실시하여 잔여 HD가 제거되고,HD-gal이 모여 있는 물층 만을 모았다. 선행연구와 같은 조건으로 silica gel chromatography와 rotary vacuum evaporator를 이용하여 순수한 HD-gal을 정제/농축하였다. 자세한 조건은 선행연구에 상세히 기술하였다[16].
그리고, 25℃ incubator에서 1 h 동안 놓아둔 후, 수분 측정기(Aramo-SG moisture checker,Aramhuvis, Gyeonggi-do, Korea)로 pig epidermis 표면의 수분함량의 변화를 측정하였다. 수분측정기는 epidermis 표면의 capacitance를 측정하며, 본 연구에서는 이를 water holding capacity (WHC)로 표현하였고, 시간에 따른 relative water holding capacity (RWHC)의 변화를 zero time의 capacitance 측정값을 100%로 하여 상대적인 값으로 계산하였다. 이 실험에서 control은 HD와 HD-gal 모두 처리하지 않고, 물만 처리한 시료이다.
이때, galactose의 donor인 lactose 농도는 300 g/L로 고정하였다. 이 방법은 본 연구 팀의 galactooligosaccharide 합성조건의 최적화를 위하여 사용하였던 방법이며[17], TLC를 이용하여 정량적으로 HD 농도 감소를 HDgal 합성으로 환산하여, HD의 HD-gal로의 % conversion으로 HD-gal 합성양을 표시하여 비교하였다. 그 결과 Figure 2와 같이 β-gal의 농도의 4.
그러한 이유로 HD에 한 분자의 galactose가 결합한 HD-gal의 MIC 값을 측정하여 보았다. 이때, HD의 MIC 값도 같이 측정하여 비교하였고, 대상 미생물로 Gram-positive bacteria인 E. coli와 E. faecalis, Gramnegative bacteria인 P. aeruginosa와 S. aureus가 사용되었다. Table 1과 같이 E.
그리고, 9 mL의 반응액과 9 mL ethyl acetate (EA)를 50 mL conical tube에 넣어 섞은 후, 물과 EA층으로 분획하여 EA층으로 잔여 HD를 제거하고, 물층으로 합성된 HD-gal을 분획하였다. 이러한 분획은 총 3회 실시하였고, 나머지 반응액도 이러한 분획을 계속 실시하여 잔여 HD가 제거되고,HD-gal이 모여 있는 물층 만을 모았다. 선행연구와 같은 조건으로 silica gel chromatography와 rotary vacuum evaporator를 이용하여 순수한 HD-gal을 정제/농축하였다.
이를 위하여 β-galactosidase (β-gal)을 함유하는 재조합 대장균을 이용하여 고농도의 lactose 조건에서 galactose 분자를 방부제 분자에 붙이는 transgalactosylation 반응으로 방부제 galactoside 유도체를 합성하였다.
25 mL 10% NaOH in 200 mL water)를TLC plate에 뿌린 후, 80℃ oven에서 15 min간 말려서 밴드를 확인하였다. 정량 분석을 위하여 표준농도의 HD 시료를 시료와 같이 분석하였고, TLC plate를 이미지를 스캔한 후, AlphaEase FC software (Alpha Innotech,San Leonardo, CA, USA)를 이용하여 band (혹은 spot)의 크기를 정량 분석하였다. HD의 transgalactosylation 반응에서 HD로부터 HD-gal로의 conversion (%)은 합성된 HD가 HD-gal로 모두 conversion 되었다고 가정하고, HD의 감소량을 기준으로 아래의 식과 같이 계산하였다.
최적의 반응 조건을 조사하기 위하여 Figure 2와 같이 β-gal 농도, HD 농도, 반응 pH 그리고 반응 온도 순으로 반응 조건을 최적화하였다.
0) 조건에서 실시하였고, 전체 부피를 10 mL이며, shaking incubator에서 37℃, 100rpm으로 48 h 동안 반응 시켰다. 최적조건을 확인한 후, HD-gal의 보습력과 MIC 값 측정을 위하여 최적조건에서 50 mL conical tube 안에서 합성반응을 수행하였으며, 전체 부피 40 mL였다. 그리고, 9 mL의 반응액과 9 mL ethyl acetate (EA)를 50 mL conical tube에 넣어 섞은 후, 물과 EA층으로 분획하여 EA층으로 잔여 HD를 제거하고, 물층으로 합성된 HD-gal을 분획하였다.
HD-gal 정제를 위한 silica gel은 Zeochem (Uetikon am See, Switzerland)의ZEOprep 60 (60-200 µm)을 사용하였고, nutrient broth,nutrient agar, potato dextrose broth 그리고 peptone, yeast extract 등 MIC 값 측정에 사용된 배지 성분은 Beckton Dickinson (New Jersey, USA)에서 구입하였다.
coil의 배양방법 등에 대하여서도 선행연구에서 자세히 기록하였다[15]. MIC 측정을 위하여 Gram-positive인 Escherichia coli (E. coli) ATCC 25922, Enterococcus faecalis (E. faecalis) ATCC 29212, Gram-negative인 Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) ATCC 27853,Staphylococcus aureus (S. aureus) ATCC 29213가 사용되었다.
성능/효과
이러한 최적 조건에서 HD-gal을 합성할 때의 TLC 분석 결과와 HD-gal의 % conversion 결과를 Figure 3에서 볼 수 있다. 48 h까지 HD-gal의 합성이 계속되고, HD는 감소되는 것을 TLC 분석에서 볼 수 있었으며, 합성 과정을 통하여 약 96%의 HD가 HD-gal로 conversion 되었다. 이 결과는 본 연구 팀의 β-gal을 이용한 CPN-gal[6,7]과 PE-gal[8,9]을 합성하는 연구에서의 약 64-67%의 conversion보다 높은 값이다.
한편, HD와 HD-gal을 처리한 시료의 RWHC 결과를 서로 비교하여 보면, 모든 경우에서 HD-gal을 처리한 경우가 HD를 처리한 경우 보다 더 큰 RWHC 값을 보였다. 84.4 mM과 126.6 mM의 HD와 HD-gal을 처리하였을 경우에 처리 후 3 h까지 HD-gal이 HD 보다 최대 약 10% 정도로 RWHC 값이 크게 측정되었으나, 168.8mM의 HD와 HD-gal을 처리하였을 경우에는 처리 후 4h 경과까지 HD-gal이 HD 보다 최대 약 10-20% 이상의 RWHC 값이 크게 측정되었다. 그러나, 211.
Figure 4에서와 같이 pig epidermis에서 시간이 지나감에 따라서 수분이 증발하는 현상이 모든 조건에서 관찰되었으나, HD나 HD-gal을 처리한 시료에서 보다더 큰 값의 RWHC 값이 측정되었다. 84.4 mM과 126.6mM의 HD나 HD-gal을 처리하면, 처리 후 3 h까지 HD나 HD-gal을 처리 시료에서 약 10-30% 정도의 RWHC값이 더 크게 관찰되었고, 168.8 mM과 211.0 mM의 HD나 HD-gal을 처리하였을 경우에는, 처리 후 4 h까지 약 10-40% 정도의 큰 RWHC 값이 관찰되었다.
본 연구에서는 HD에 galactose 한 분자를 붙이는 transgalactosylation 반응에 대한 최적 조건을 연구하여, 48 h 동안 약 96%의 HD를 HD-gal로 conversion 시킬 수 있었다. HD와 HD-gal을 pig epidermis에 처리하여 두 물질의 보습력을 비교하여 보았는데, 84.4, 126.6, 168.8 mM의 HD나 HD-gal을 처리하였을 경우에 처리 후 3 h에서 4 h까지 HD-gal이 HD 보다 약 10-20% 이상의 RWHC 값이 더 크게 측정되었다. 이 결과로부터 HD에 transgalactosylation 반응으로 결합된 galactose 한 분자로 인하여 HD-gal의 보습력이 상대적으로 HD 보다 더 커졌다는 결론을 얻을 수 있었다.
이 결과로부터 HD에 transgalactosylation 반응으로 결합된 galactose 한 분자로 인하여 HD-gal의 보습력이 상대적으로 HD 보다 더 커졌다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한, HD-gal의 MIC 값을 HD와 비교하여 분석하여 본 결과, E. faecalis의 경우에는 HD와 HD-gal의 MIC 값이 서로 차이가 없었으나, 나머지 E. coli, P. aeruginosa, S. aureus에서는 HD-gal의 MIC 값이 HD의 MIC 값에 비하여 3배에서 10배 정도 크게 관찰되었다. 이러한 결과는 HD 분자가 가지고 있는 친수성/소수성 간의 비율 변화로 인한 항균력 감소라고 추론하였다.
본 연구에서는 HD에 galactose 한 분자를 붙이는 transgalactosylation 반응에 대한 최적 조건을 연구하여, 48 h 동안 약 96%의 HD를 HD-gal로 conversion 시킬 수 있었다. HD와 HD-gal을 pig epidermis에 처리하여 두 물질의 보습력을 비교하여 보았는데, 84.
이 결과는 본 연구 팀의 β-gal을 이용한 CPN-gal[6,7]과 PE-gal[8,9]을 합성하는 연구에서의 약 64-67%의 conversion보다 높은 값이다.
8 mM의 HD나 HD-gal을 처리하였을 경우에 처리 후 3 h에서 4 h까지 HD-gal이 HD 보다 약 10-20% 이상의 RWHC 값이 더 크게 측정되었다. 이 결과로부터 HD에 transgalactosylation 반응으로 결합된 galactose 한 분자로 인하여 HD-gal의 보습력이 상대적으로 HD 보다 더 커졌다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한, HD-gal의 MIC 값을 HD와 비교하여 분석하여 본 결과, E.
0 mM의HD나 HD-gal을 처리하였을 경우에는 두 시료 사이의RWHC 값 차이가 거의 없었다. 이러한 결과를 바탕으로 HD-gal의 보습력이 상대적으로 HD 보다 더 크다는 결론을 내릴 수 있었으며, 이러한 현상은 HD에 galactose 한 분자가 결합했기 때문에 일어나는 현상이라고 생각된다. HD는 일반적으로 화장품에 방부제로서 0.
한편, HD와 HD-gal을 처리한 시료의 RWHC 결과를 서로 비교하여 보면, 모든 경우에서 HD-gal을 처리한 경우가 HD를 처리한 경우 보다 더 큰 RWHC 값을 보였다. 84.
본 연구팀은 그동안 chlorphenesin (CPN), 2-phenoxyethanol (PE), 1, 2-hexanediol (HD)의 galactoside 유도체인 chlorphenesin galactoside (CPN-gal) [6,7], 2-phenoxyethanol galactoside(PE-gal) [8,9], 그리고 1, 2-hexanediol galactoside(HD-gal) [10]의 합성에 대한 연구를 수행하였다. 흥미롭게도 합성된 CPN-gal과 PE-gal의 미생물에 대한 minimal inhibitory concentration (MIC) 값은 CPN과 PE의 MIC 값과 거의 같았으나, 피부세포에 처리하여 세포독성을 조사하여 본 결과, CPN-gal과 PE-gal의 세포독성이 CPN과 PE에 비하여 현저하게 감소되는 결과를 확인할 수 있었다[7,9]. 이러한 피부세포 독성의 감소 효과가 앞에서 언급한 방부제에 의한 피부질환과 부작용을 감소시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.
후속연구
7% 정도이다. 그러므로, 화장품에서 사용될 수 있는 농도 범위에서 관찰된 결과라고 할 수 있으며, HD-gal의 보습력 증가가 실제 피부에 응용할 경우에 유효한 것인지에 대한 추가 연구는 더 필요할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
HD-gal의 보습력과 항균력은 HD와 비교하면 어떤 결과를 나타내었는가?
그러나, HD-gal의 MIC (minimal inhibitory concentration) 값을 측정해 본 결과, Enterococcus faecalis의 경우에는 HD의 MIC와 같았으나, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus의 경우에는 약 3배에서 10배까지 HD-gal의 MIC 값이 HD에 비하여 증가되는 현상이 관찰되었다. 결론적으로, HD의 transgalactosylation 반응으로 인하여 합성된 HD-gal의 보습력은 HD에 비하여 증가되고, HD-gal의 항균력은 HD와 비교하여 감소하는 현상을 관찰하였다.
CPN-gal과 PE-gal의 피부세포 독성 검사 결과는 CPN과 PE와 비교했을 때 어떠한가?
본 연구팀은 그동안 chlorphenesin (CPN), 2-phenoxyethanol (PE), 1, 2-hexanediol (HD)의 galactoside 유도체인 chlorphenesin galactoside (CPN-gal) [6,7], 2-phenoxyethanol galactoside(PE-gal) [8,9], 그리고 1, 2-hexanediol galactoside(HD-gal) [10]의 합성에 대한 연구를 수행하였다. 흥미롭게도 합성된 CPN-gal과 PE-gal의 미생물에 대한 minimal inhibitory concentration (MIC) 값은 CPN과 PE의 MIC 값과 거의 같았으나, 피부세포에 처리하여 세포독성을 조사하여 본 결과, CPN-gal과 PE-gal의 세포독성이 CPN과 PE에 비하여 현저하게 감소되는 결과를 확인할 수 있었다[7,9]. 이러한 피부세포 독성의 감소 효과가 앞에서 언급한 방부제에 의한 피부질환과 부작용을 감소시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.
본 실험에서 어떻게 galactoside 유도체를 합성하였는가?
이러한 문제를 완화 시키고 해결하기 위하여, 본 연구팀에서는 기존에 사용하고 있는 방부제의 부작용을 감소시키기 위한 방법으로 방부제의 galactoside 유도체에 대한 연구를 수행해 왔다[6-10]. 이를 위하여 β-galactosidase (β-gal)을 함유하는 재조합 대장균을 이용하여 고농도의 lactose 조건에서 galactose 분자를 방부제 분자에 붙이는 transgalactosylation 반응으로 방부제 galactoside 유도체를 합성하였다. 이러한 전략은 이미 유용한 약물의 기능성 변화를 위한 방안으로 많은 연구가 이루어진 분야이다[11].
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