[논문]꽃송이버섯에서 추출한 β-glucan의 tyrosinase 활성과 멜라닌 합성 억제 효능

오철현; 구미정; 이용환

doi:10.5352/jls.2021.31.11.1019

꽃송이버섯에서 추출한 β-glucan의 tyrosinase 활성과 멜라닌 합성 억제 효능
Inhibitory Effect of β-Glucan Extracted from Cauliflower Mushroom Sparassis crispa on Tyrosinase Activity and Melanin Synthesis 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.31 no.11, 2021년, pp.1019 - 1027

오철현 (고신대학교 건강증진천연물연구소) , 구미정 (고신대학교 건강증진천연물연구소) , 이용환 (고신대학교 건강증진천연물연구소)

초록
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천연물에서 피부 미백 효능을 가진 화합물을 개발하기 위한 노력이 많이 이루어지고 있다. 꽃송이 버섯(Sparassis crispa)은 β-glucan의 함량이 건조중량의 40% 이상으로서 항암과 면역증강 효과가 있는 것으로 입증되어 약용으로도 인정받고 있다. 이 연구에서는 S. crispa β-glucan의 멜라닌 생합성 및 tyrosinase 활성억제 효능을 확인함으로써 피부 미백제로서의 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 외부 자극제인 α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH)와 S. crispa β-glucan (10, 100, 1,000 ㎍/ml)을 B16F1 melanoma 세포에 투여하여 멜라닌 생성량과 tyrosinase 활성도를 측정하였다. Tyrosinase, tyrosinase related protein-1 (TRP-1), TRP-2, microphthalmia-associated transcription factor (MITF)의 발현정도에 대해서는 western blot으로 분석하였다. S. crispa β-glucan을 10, 100, 1,000 ㎍/ml의 농도로 투여하였을 때 α-MSH 만 투여군에 비하여 멜라닌 생성이 각각 13.9%, 18.7%, 39.5% 감소하였다. S. crispa β-glucan을 10, 100, 1,000 ㎍/ml의 농도로 투여하였을 때 β-glucan을 투여하지않은 α-MSH 유도군에 비하여 tyrosinase 활성도는 각각 15.6%, 26.9%, 43.2% 억제되었다. 또한 tyrosinase와 TRP-1, TRP-2, MITF 단백 발현도 효과적으로 감소시켰다. 본 연구 결과에 따르면 S. crispa β-glucan은 MITF 발현을 억제함으로써 tyrosinase 발현을 감소시켜 멜라닌 생성을 억제시킨 것으로 판단된다. 따라서 S. crispa β-glucan은 미백제로서 유용하게 활용할 수 있을 것으로 생각한다.

Abstract ▼ AI-Helper

There are a lot of efforts to develop new compounds having skin whitening effect from natural products. Sparassis crispa is a medicinal mushroom containing more than 40% β-glucan, which exhibits anticancer and immunostimulating effects. The aim of this study was to assess the availability of β-glucan extracted from cauliflower mushroom S. crispa as a skin whitener through the evaluation of inhibitory effects of melanin synthesis and tyrosinase activity and their mechanisms. B16F1 cells were treated with S. crispa β-glucan (10, 100, and 1,000 ㎍/ml, respectively) and α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH), simultaneously. Content of melanin synthesis and tyrosinase activity were determined. The expressions levels of tyrosinase, tyrosinase related protein-1 (TRP-1), TRP-2 and microphthalmia-associated transcription factor (MITF) were also measured by western blotting. Treatment with 10, 100 and 1,000 ㎍/ml S. crispa β-glucan and 200 nM α-MSH significantly decreased melanin synthesis by 13.9%, 18.7% and 39.5%, respectively, and tyrosinase activity by 15.6%, 26.9% and 43.2%, respectively, compared to the α-MSH alone group. In addition, S. crispa β-glucan inhibited expressions of tyrosinase, TRP-1, TRP-2 and MITF induced by α-MSH. These results indicated that S. crispa β-glucan inhibited MITF expression, thereby reducing tyrosinase expression and inhibiting melanin production in B16F1 melanoma cells. Therefore, S. crispa β-glucan might be available as a skin whitener.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Cell viability of B16F1 melanoma cells after treatment with S. crispa β-glucan. The cells were cultured in the presence of various concentrations of β-glucan for 72 hr. The viability of the cells was measured by MTT assay. Values are presented as means ± standard error of 5 independent experiments.
그림 Fig. 2. Inhibitory effect of S. crispa β-glucan on mushroom tyrosinase activity. Assay solution contains different concentrations of β-glucan, 1,000 units/ml mushroom ty- rosinase and 1 mM tyrosine. The assay mixture was incubated 25°C for 30 min. Then tyrosinase activity was measured at 490 nm. Values are presented as means ± standard error of 5 independent experiments. *p<0.05 compared to control.
그림 Fig. 3. Inhibitory effect of S. crispa β-glucan on melanin synthesis in B16F1 melanoma cells stimulated by 200 nM α-MSH. Cells were seeded at 5×10⁵ cells/well. After 24 hr, cells were treated with various concentration of β-glucan and α-MSH for 72 hr. Then melanin contents were measured at 405 nm. Values are presented as means ± standard error of 5 independent experiments. *p<0.05 compared to α-MSH alone group.
그림 Fig. 4. Inhibitory effect of S. crispa β-glucan on tyrosinase acitivity in B16F1 melanoma cells stimulated by 200 nM α-MSH. Cells were seeded at 5×10⁵ cells/well. After 24 hr, cells were treated with various concentration of β-glucan and α-MSH for 72 hr. Then tyrosinase activity was measured at 490 nm. Values are presented as means ± standard error of 5 independent experiments. *p<0.05 compared to α-MSH alone group.
그림 Fig. 5. Effect of S. crispa β-glucan on tyrosinase protein expression in B16F1 melanoma cells stimulated by 200 nM α-MSH. Cells were incubated with β-glucan and α-MSH for 3 days. The expression levels of tyrosinase protein were examined by western blot. Equal protein loadings were confirmed by actin expression. Values are presented as means ± standard error of 5 independent experiments. *p<0.05 compared to α-MSH alone group.
그림 Fig. 6. Effect of S. crispa β-glucan on TRP-1 (A) and TRP-2 (B) protein expression in B16F1 melanoma cells stimulated by 200 nM α-MSH. Cells were incubated with β-glucan and α-MSH for 3 days. The expression levels of TRP-1 and TRP-2 proteins were examined by Western blot. Equal protein loadings were confirmed by actin expression. Values are presented as means ± standard error of 5 independent experiments. *p<0.05 compared to α-MSH alone group.
그림 Fig. 7. Effect of S. crispa β-glucan on MITF protein expression in B16F1 melanoma cells stimulated by 200 nM α-MSH. Cells were incubated with β-glucan and α-MSH for 3 days. The expression levels of MITF protein were examined by Western blot. Equal protein loadings were confirmed by actin expression. Values are presented as means ± standard error of 5 independent experiments. *p<0.05 compared to α-MSH alone group.

AI 본문요약
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문제 정의

crispa β-glucan을 B16F1 mouse melanoma 세포에 처리하여 멜라닌 생합성 및 tyrosinase 활성 억제 효능을 확인함으로써 피부 미백제로서의 활용 가능성을 평가하고자 하였다.
crispa β-glucan이 B16F1 melanoma 세포의 증식에 미치는 영향을 알아보기 위하여 S
이에 이 연구에서는 S. crispa β-glucan을 B16F1 mouse melanoma 세포에 처리하여 멜라닌 생합성 및 tyrosinase 활성 억제 효능을 확인함으로써 피부 미백제로서의 활용 가능성을 평가하고자 하였다.

제안 방법

crispa β-glucan은 세포사멸과 같은 세포독성이 아닌 세포 내 tyrosinase 활성을 억제할 것으로 판단되어 B16F1 melanoma 세포수준에 미치는 tyrosinase 활성과 멜라닌 합성에 대한 효능을 측정하였다.
이상의 결과를 종합해 보면 S. crispa β-glucan은 외부자극제인 α-MSH를 처리하여 과생성된 멜라닌 합성을 억제하였다. 또한 멜라닌 합성에 관여하는 key enzyme인 tyrosinase의 발현을 효과적으로 억제하였으므로 미백제로서 유용하게 활용할 가치가 있는 것으로 판단한다.
crispa β-glucan이 멜라닌을 생성하는 세포 수준에서 효과가 있는 지를 확인하기 위하여 α-MSH로 자극한 B16F1 mel-anoma 세포에서 멜라닌 생성을 관찰하였다(Fig

대상 데이터

Louis, MO, USA) 제품을 사용하였다. 또한 tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MITF, actin은 Santa cruz (Santa cruz, CA, USA) 제품을 사용하였고, anti-mouse IgG는 Gene Tex (Irvine, CA, USA) 제품을 사용하였다. 세포 배양을 위한 배양액 Dulbecco's modified eagle medium (DMEM) 배지와 fetal bovine serum (FBS)은 Hyclones사(Logan, Utah, USA) 제품을 사용하였으며, 항생제 penicillin-streptomycin은 GIBCO사(Grand Island, NY, USA) 의 제품을 사용하였으며, 그 외 시약은 일급 또는 특급 시약을 사용하였다.

데이터처리

실험결과는 평균 ± 표준오차로 표기하였으며, 자료는 SPSS 통계프로그램(version 24.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을이용하여 일원배치분산분석으로 검정하였고 Scheffe 다중비교로 사후검정 하였으며, p 값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의하다고 판단하였다.

성능/효과

crispa β-glucan은 α-MSH로 유도되어진 tyrosinase와 TRP- 1, TRP-2 단백 발현을 효과적으로 감소시켰다
즉, S. crispa β-glucan은 MITF 발현을 억제하여 tyrosinase 등의 단백의 발현도 감소시킴으로써 멜라닌 합성을 억제하는 것으로 판단된다.
crispa β-glucan을 10 μg/ml 투여 시 β-glucan을 투여하지 않은 α-MSH 유도군에 비하여 tyrosinase 활성도가 15.6% 감소하였으며, 100 μg/ml로 처리 시 26.9%, 최종 농도인 1, 000 μg/ml에서는 43.2% 감소하여, tyrosinase의 활성을 통계적으로 유의하게 억제하였다(p<0.05).
crispa β-glucan을 100 μg/ml와 1, 000 μg/ml로 처리하였을 때 α-MSH를 투여하여 과발현된 tyrosinase는 각각 37.5% 와 46.3% 감소하였다(p<0.05)
crispa β-glucan의 세포 생존 능을 확인한 결과 대조군에 비하여 유의할 만한 변화를 나타내지 않았다
여기에 β- glucan을 10, 100, 1, 000 μg/ml의 농도로 투여하였을 때 α- MSH 유도군에 비하여 멜라닌 생성량은 각각 13.9%, 18.7%, 39.5% 감소하여 통계적으로 유의하였다(p<0.05).
이 연구에서 멜라닌 합성에 관계된 tyrosinase와 TRP-1, TRP-2 단백 발현에 미치는 β-glucan의 영향을 확인한 결과, S

후속연구

crispa β-glucan은 외부자극제인 α-MSH를 처리하여 과생성된 멜라닌 합성을 억제하였다. 또한 멜라닌 합성에 관여하는 key enzyme인 tyrosinase의 발현을 효과적으로 억제하였으므로 미백제로서 유용하게 활용할 가치가 있는 것으로 판단한다.

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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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