[논문]멜라닌 생성 및 항산화 활성에 미치는 그라비올라 잎 추출물의 영향

이규원; 장지원; 박수민; 강기훈; 윤혜수; 하예진; 전소정; 고혜주; 김문무; 오영희

doi:10.5352/jls.2019.29.6.662

멜라닌 생성 및 항산화 활성에 미치는 그라비올라 잎 추출물의 영향
Effect of Graviola Leaves Extracts on Antioxidant Activity and Melanin Production 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.29 no.6 = no.230, 2019년, pp.662 - 670

이규원 (동의대학교 화학과) , 장지원 (동의대학교 화학과) , 박수민 (동의대학교 화학과) , 강기훈 (동의대학교 화학과) , 윤혜수 (동의대학교 화학과) , 하예진 (동의대학교 화학과) , 전소정 (동의대학교 화학과) , 고혜주 (동의대학교 화학생물학과) , 김문무 (동의대학교 응용화학과) , 오영희 (동의대학교 응용화학과)

초록
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본 연구의 목적은 그라비올라 잎의 항산화 효능과 멜라닌 생성 촉진효과를 조사하는 것이다. 먼저 AMME와 유기용매 별 분획물의 항산화 효능을 확인하기 위해 DPPH radical 소거능과, reducing power를 수행하였다. AMME와 유기용매별 분획물은 농도에 비례하여 항산화 효능이 증가하였으며, 그 중 ethyl acetate 분획물에서 가장 높은 항산화 효능을 보였다. 항산화 효능을 보인 분획물들의 멜라닌 생성에 미치는 영향을 확인하기 위해 tyrosinase activity를 수행한 결과 AMME, ethyl acetate, hexane 분획물에서 농도에 비례하여 멜라닌 생성 촉진효능이 나타났다. 그 중에서 AMME 유기 용매 별 분획물에서 멜라닌 합성 효능이 가장 좋은 hexane 분획물을 칼럼크로마토그래피를 통해 12가지 분획물로 나누어 항산화 실험과 멜라닌 합성실험을 수행하였다. 그 중 Fig. 8에서 DPPH radical 소거능과 환원력이 가장 우수한 것으로 나타났다. In vitro melanin 합성 실험 결과, Fr. 7은 $64{\mu}g/ml$ 농도에서 260%의 멜라닌 합성 효능을 보였고, Fr. 8은 $64{\mu}g/ml$ 농도에서 184%의 멜라닌 합성 효능이 관찰되었다. 최종적으로 B16F1 세포에서 Fr. 8의 $4{\mu}g/ml$ 농도에서 34%의 멜라닌 합성 효능을 보였다. LC-MS 결과 Fr. 7이 617의 분자량을 나타냈고, Fr. 8이 분자량 619의 분자량을 나타냈다. FT-IR 결과 Fig. 7과 Fig. 8 모두 Bis(2-hydroxyethly)dimerate와 비슷한 유효성분을 나타냈다. 이상의 결과로 그라비올라 잎은 천연 항산화제 또는 멜라닌 생성 촉진효과와 관련 있는 모발 제품 개발에 응용가능성이 있다고 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate the effect of methanolic extracts of graviola, Annona muricate leaves (AMME) on antioxidant activity and melanin production. First of all, DPPH radical and reducing power were performed to determine the antioxidant effect of AMME and organic solvent fractions. AMME and organic solvent fractions showed antioxidative activity in a concentration dependent manner. The ethyl acetate fraction of AMME among organic solvent fractions showed the highest antioxidant activity. Moreover, tyrosinase activity was performed to confirm the effect of organic fractions on melanin production. AMME, ethyl acetate, and hexane fractions increased tyrosinase activity a dose dependent manner. Next, the hexane fraction with the best effect on melanin synthesis in AMME organic solvent fraction was divided into 12 fractions by silica column chromatography. Among them, the fraction 7 and 8 showed the highest DPPH radical scavenging activity and reducing power. In addition, the fraction 7 and 8 at $64{\mu}g/ml$ showed melanin synthesis by 260% and 184%, respectively. Finally, the fraction 8 at $4{\mu}g/ml$ showed melanin synthesis by 34% in B16F1 cells. LC-MS analysis showed that fraction 7 and fraction 8 have a molecular weight of 617 and 619, respectively. FT-IR analysis showed that fractions 7 and 8 is similar to bis(2-hydroxyethly)dimerate. Above results suggest that graviola leaves extracts could be applicable to the development of natural antioxidants or hair cosmetics which are related to the promoting effect of melanin production.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. Schematic diagram of extraction procedure, antioxidant activity and melanin synthesis test of Annona muricata.
$Fig. 2. Standard curve and total polyphenol content of Fr. 7 and Fr. 8 in silica chromatography with hexane fraction.$ 그림 Fig. 2. Standard curve and total polyphenol content of Fr. 7 and Fr. 8 in silica chromatography with hexane fraction.
그림 Fig. 3. LC-MS spectrum of Fr. 7 and Fr. 8. LC-MS spectrum was analyzed by the Agilent 6,100 Series LC/MS. Peaks were confirmed that the molecular weights are 617 and 619.
그림 Fig. 4. IR spectrums of Fr. 7 and Fr. 8. IR spectrum was analyzed by the NICOLET iS10.
그림 Fig. 5. The effect of AMME and treatment groups (E.A. Fr., Hexane. Fr., Fr.7 and Fr.8) on scavenging activity of DPPH radical.
그림 Fig. 6. The effect of AMME and treatment groups (E.A. Fr., Hexane. Fr., Fr. 7, Fr. 8) on reducing power.
그림 Fig. 7. Effects of AMME and treatment groups (E.A. Fr. and Hexane. Fr.) on tyrosinase activity.
$Fig. 8. Hexane fraction of AMME on cytotoxicity.$ 그림 Fig. 8. Hexane fraction of AMME on cytotoxicity.
$Fig. 9. Effect of hexane fraction of AMME on melanin synthesis by DOPA-oxidation using tyrosinase.$ 그림 Fig. 9. Effect of hexane fraction of AMME on melanin synthesis by DOPA-oxidation using tyrosinase.
$Fig. 10. Effect of Fr. 8 in silica chromatography with hexane fraction on melanin synthesis in B16F1 Cells.$ 그림 Fig. 10. Effect of Fr. 8 in silica chromatography with hexane fraction on melanin synthesis in B16F1 Cells.

AI 본문요약
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문제 정의

[16] 등이 ethyl acetate 추출물 속 acetogenin의 일종인 annomuricin E가 시간 의존적으로 Bax의 상향조절을 유도하고 mRNA와 단백질 수준에서 Bcl-2의 하향 조절을 유도한다고 보고된 바 있다. 따라서 본 실험에서는 예로부터 민간약재로 이용된 그라비올라 추출물로부터 항산화력과 멜라닌 합성 능력을 연구하여 효능이 뛰어난 성분을 발견하고, 천연 항산화제 또는 흑모 유발 촉진제와 관련된 멜라닌 생성 효능에 관한 연구를 하고자 한다.

제안 방법

분획물 중에서 hexane 분획물이 공시험군과 비교하였을 때 tyrosinase 활성이 가장 뛰어났다. Tyrosinase 활성이 가장 뛰어난 hexane 분획물을 칼럼 크로마토그래피를 통해 12가지 분획물로 나누어 그 중 항산화 효능이 좋은 Fr. 7과 Fr. 8에 대하여 in vitro 멜라닌 합성 측정, MTTassay, in vivo 멜라닌 합성 측정 실험을 수행하였다. MTT assay 결과, Fr.

대상 데이터

본 실험에 사용된 그라비올라(Annona muricata)는 충청남도에 위치한 광덕제약에서 제공되었으며, 건조시킨 후 실온 보관 하여 실험에 사용되었다. 추출 및 분획 용매로 methanol, n-hexane, ethyl acetate, n-butanol을 사용하였다.

데이터처리

각 실험은 3회 이상 반복 실험을 통하여 그 결과를 얻어 각각의 시료 농도에 대해 평균 ±표준편차로 나타내었다. 각 시료 농도 군에 대한 유의 차 검정은 대조군과 비교하여 student’s test 한 후 p<0. 05 값을 통계적으로 유의성 있는 결과로 간주하였다.

이론/모형

Hansen [8]의 방법에 따라 B16F1 세포에 대한 Fr. 7과 Fr. 8의 세포 독성을 3-(4, 5-dim ethyl-2-yl)-2, 5-diphenylterrazolium bromide (MTT)를 이용하여 측정하였다.
동결 건조된 Fr. 7과 Fr. 8 시료를 적외선 분광기(FT-IR Spectrometer of Thermo Scientific)를 사용하여 감쇠 전반사(attenuated total reflection, ATR) 측정법으로 분석하였다.

성능/효과

따라서 본 연구에서는 천연물인 그라비올라 잎을 통해 멜라닌 합성 효능 및 유효 성분 분석에 관한 연구를 진행하였다. AMME에 대한 유기 용매 별 분획물의 항산화 실험 결과 ethylacetate 분획물에서 DPPH radical scavenging activity가 양성대 조군인 vitamin C와 비슷한 효능을 보였고 reducing powerassay는 positive control인 vitamin C보다 항산화 효능이 크게 나타났다. Fr.
DOPA 자극을 통한 melanin 생성 조절 효과를 조사하기 위해 B16F1 세포를 사용하여 melanin 함량을 측정하였다. Fig. 10에서 음성 대조군 vitamin C는 멜라닌 합성을 억제하였고, Fr. 8의 4 μg/ml에서 공시험군과 비교하였을 때 34% 멜라닌 합성이 증가하였다.
8에 대하여 IR과 LC-MS를 이용한 성분 분석을 수행하였다. IR 성분 분석 결과 Fr. 7과 Fr. 8에 Bis(2-hydroxyethly)dimerate을 포함되어 있는 것으로 확인했으며, LC-MS 결과, Fr. 7과 Fr. 8에서 분자량이 617과 619인 물질이 존재함을 확인하였다. 그러나 이 분석만으로는 흑모 현상을 보이는 정확한 물질에 대한 확인하지 못하여 현재 결정구조 확인을 위한 연구를 계속 하고 있다.

후속연구

그러나 이 분석만으로는 흑모 현상을 보이는 정확한 물질에 대한 확인하지 못하여 현재 결정구조 확인을 위한 연구를 계속 하고 있다. 따라서 그라비올라 잎을 이용하여 천연 항산화제 또는 모발 제품의 원료로 사용 될 수 있다. 향후에는 기술적인 측면을 더 보완하여 그라비올라 잎 속의 생리 활성 물질 및 멜라닌 합성 촉진에 영향을 미치는 성분에 대한 분석이 필요하다고 사료된다.
따라서 그라비올라 잎을 이용하여 천연 항산화제 또는 모발 제품의 원료로 사용 될 수 있다. 향후에는 기술적인 측면을 더 보완하여 그라비올라 잎 속의 생리 활성 물질 및 멜라닌 합성 촉진에 영향을 미치는 성분에 대한 분석이 필요하다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	노화란 무엇인가?	이에 따라 자연스럽게 노화 방지에 관심이 많아지고 노화에 대한 연구가 급속히 진행되고 있다. 노화란 나이가 들면서 몸 속 세포의 구조와 기능이 점진적으로 저하되고 쇠약해지는 과정이다[1]. 일반적인 노화에서 세포의 내·외부적 요인으로 발생하는 활성산소(reactive oxygen species, ROS)의 양이 증가한다[19].
	그라비올라는 어디에 사용되는가?	타원형 모양의 단 맛이 나는 이 열매는 짙은 녹색 또는 황록색 껍질에 가시를 가지고 있으며 흰 과육이 있다[2]. 그라비올라는 예로부터 발열, 천식, 통증, 기침, 상처 및 피부 요법의 치료에 사용되어 왔다[6]. 최근에는 적하수오, 서목태 등 과 같은 천연물로부터 유래된 소재가 모발의 흑모 현상을 촉진시킨다는 연구보고가 있다[3, 10].
	ROS는 과잉생산 시 산화적 손상을 일으키는데, 무엇의 원인이 되는가?	ROS는 과잉생산 시 산화적 손상을 일으켜 여러가지 세포의 성분 구조를 변형시킨다. 그로 인해 세포의 노화와 손상을 발생시켜 암과 각종 질병의 원인으로 나타나고 있다[8]. 노화의 한 예로 백발화가 진행되면 멜라닌 세포의 수와 기능이 감소하면서 멜라닌 생성이 저하되어 백모가 발생된다[4].

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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].

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