[논문]구증구포 맥문동 Ethyl acetate 분획물의 예쁜 꼬마선충 내의 항산화 효과

권강무; 김준형; 양재헌; 기별희; 황인현; 김대근

doi:10.22889/kjp.2021.52.3.163

[국내논문] 구증구포 맥문동 Ethyl acetate 분획물의 예쁜 꼬마선충 내의 항산화 효과
Antioxidant Activity of Ethyl acetate Fraction of the Guzeunggupo-procossed Platycodon grandiflorum A. De Candolle roots in Caenorhabditis elegans 원문보기

생약학회지, v.52 no.3, 2021년, pp.163 - 169

권강무 (우석대학교 약학과) , 김준형 (우석대학교 식품생명공학과) , 양재헌 (아이나라) , 기별희 (아이나라) , 황인현 (우석대학교 약학과) , 김대근 (우석대학교 약학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Using the Caenorhabditis elegans model system, the antioxidant activity of methanol extract of the guzeunggupoprocessed Liriope platyphylla F. T. Wang (Liliaceae) tuber was calculated. Between the methanol extracts of guzeunggupo-processed and non-processed L. platyphylla tuber, the processed L. platyphylla tuber showed higher DPPH radical scavenging effect than the non-processed one. The ethyl acetate soluble fraction of the methanol extract of the guzeunggupo-processed L. platyphylla tuber showed the best DPPH radical scavenging activity. The ethyl acetate fraction of the processed sample was measured for the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase, and oxidative stress tolerance by using C. elegans along with reactive oxygen species level. In addition, to verify the regulation of the stress response gene is responsible for the increased stress tolerance of C. elegans treated by the ethyl acetate fraction of the processed sample, SOD-3 expression was measured using a transgenic strain (CF1553). Consequently, the ethyl acetate fraction of the processed sample, increased SOD and catalase activities, and decreased ROS accumulation in a dose-dependent manner. Furthermore, the ethyl acetate fraction of the processed sample-treated CF1553 worm showed higher SOD-3::GFP intensity than the control worm.

Keyword

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. DPPH radical scavenging effects of the methanol extracts from L. platyphylla and guzeunggupo-processed L. platyphylla tuber. L. p.: Liriope platyphylla.
$Fig. 3. Effects of ethyl acetate fraction of the guzenuggupo-processed L. platyphylla tuber on the antioxidant enzyme activity of wild-type N2 nematode. (A) The enzymatic reaction of xanthine with xanthine oxidase was used to generate ·O2- and the SOD activity was estimated spectrophotometrically through formazan formation by NBT reduction. The SOD activity was showed as a percentage of superoxide-scavenged amount per control. (B) Catalase activity was calculated from the concentration of residual H2O2, as determined by a spectrophotometric method. The catalase activity was expressed in U/mg protein. Data are expressed as the mean ± S.E.M. of three independent experiments. Differences compared to the control were considered significant at *p<0.05, **p<0.01 and ***p<0.001 by one-way ANOVA.$ 그림 Fig. 3. Effects of ethyl acetate fraction of the guzenuggupo-processed L. platyphylla tuber on the antioxidant enzyme activity of wild-type N2 nematode. (A) The enzymatic reaction of xanthine with xanthine oxidase was used to generate ·O_2^- and the SOD activity was estimated spectrophotometrically through formazan formation by NBT reduction. The SOD activity was showed as a percentage of superoxide-scavenged amount per control. (B) Catalase activity was calculated from the concentration of residual H₂O₂, as determined by a spectrophotometric method. The catalase activity was expressed in U/mg protein. Data are expressed as the mean ± S.E.M. of three independent experiments. Differences compared to the control were considered significant at *p<0.05, **p<0.01 and ***p<0.001 by one-way ANOVA.
$Fig. 2. DPPH radical scavenging effects of the methanol extract, and its fractions from the guzeunggupo-processed L. platyphylla tuber.$ 그림 Fig. 2. DPPH radical scavenging effects of the methanol extract, and its fractions from the guzeunggupo-processed L. platyphylla tuber.
$Fig. 4. Effects of ethyl acetate fraction of the guzenuggupo-processed L. platyphylla tuber on the intracellular ROS levels of wildtype N2 nematodes. Intracellular ROS accumulation was examined in a microplate fluorescence reader at 535 nm (emission) and 485 nm (excitation). (A) Plates were read for 120 min. (B) The average percentages of intracellular ROS accumulation were presented. Differences compared with the control were considered significant at *p<0.05 and ***p<0.001 by the one-way ANOVA.$ 그림 Fig. 4. Effects of ethyl acetate fraction of the guzenuggupo-processed L. platyphylla tuber on the intracellular ROS levels of wildtype N2 nematodes. Intracellular ROS accumulation was examined in a microplate fluorescence reader at 535 nm (emission) and 485 nm (excitation). (A) Plates were read for 120 min. (B) The average percentages of intracellular ROS accumulation were presented. Differences compared with the control were considered significant at *p<0.05 and ***p<0.001 by the one-way ANOVA.
$Fig. 5. Effects of ethyl acetate fractions of the guzenuggupoprocessed L. platyphylla tuber on the stress tolerance of wildtype N2 nematodes. For the oxidative stress assays, worms were transferred to 96-well plate containing 1 mM of juglone liquid culture, and then their viability was scored. Statistical difference between the curves was analyzed by log-rank test.$ 그림 Fig. 5. Effects of ethyl acetate fractions of the guzenuggupoprocessed L. platyphylla tuber on the stress tolerance of wildtype N2 nematodes. For the oxidative stress assays, worms were transferred to 96-well plate containing 1 mM of juglone liquid culture, and then their viability was scored. Statistical difference between the curves was analyzed by log-rank test.
$Table. I. Effects of ethyl acetate fraction of the guzenuggupo-processed L. platyphylla tuber on the oxidative stress tolerance of C. elegans$ 표 Table. I. Effects of ethyl acetate fraction of the guzenuggupo-processed L. platyphylla tuber on the oxidative stress tolerance of C. elegans
$Fig. 6. Effect of ethyl acetate fraction of the guzenuggupo-processed L. platyphylla tuber on the expression of SOD-3 was determined using transgenic nematodes. (A) Images of SOD-3::GFP expression of CF1553 worm in the presence or absence of ethyl acetate fraction. (B) The mean GFP intensity of mutant was represented as mean ± S.E.M. of values from 19 to 25 animals per each experiment. The GFP intensity was quantified using Image software by determining average pixel intensity. Data are expressed as the mean ± standard deviation of three independent experiments. Differences compared with the control were considered significant at *p<0.05 and **p<0.01 by one-way ANOVA.$ 그림 Fig. 6. Effect of ethyl acetate fraction of the guzenuggupo-processed L. platyphylla tuber on the expression of SOD-3 was determined using transgenic nematodes. (A) Images of SOD-3::GFP expression of CF1553 worm in the presence or absence of ethyl acetate fraction. (B) The mean GFP intensity of mutant was represented as mean ± S.E.M. of values from 19 to 25 animals per each experiment. The GFP intensity was quantified using Image software by determining average pixel intensity. Data are expressed as the mean ± standard deviation of three independent experiments. Differences compared with the control were considered significant at *p<0.05 and **p<0.01 by one-way ANOVA.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구는 구증구포 맥문동 methanol 추출물을 용매로 계통 분획하여 각 분획물에 대해 vitamin C를 대조군으로 하여 DPPH free radical 소거능 실험을 하여 가장 강한 소거 능을 보인 ethyl acetate 분획물을 확보하여 이 분획에 대하여 항노화 실험모델로 잘 알려진 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)을 이용한 산화적 스트레스에 대한 저항 효능을 확인하였다. 또한 산화적 스트레스에 저항할 수 있는 단백 질의증가 여부를 확인하기 위하여 형질전환 mutant를 이용한 유전자 발현 증가 여부 실험을 통하여 몇가지 결과를 얻었기에 이를 보고하고자 한다.

제안 방법

본 연구는 구증구포 맥문동 methanol 추출물을 용매로 계통 분획하여 각 분획물에 대해 vitamin C를 대조군으로 하여 DPPH free radical 소거능 실험을 하여 가장 강한 소거 능을 보인 ethyl acetate 분획물을 확보하여 이 분획에 대하여 항노화 실험모델로 잘 알려진 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)을 이용한 산화적 스트레스에 대한 저항 효능을 확인하였다. 또한 산화적 스트레스에 저항할 수 있는 단백 질의증가 여부를 확인하기 위하여 형질전환 mutant를 이용한 유전자 발현 증가 여부 실험을 통하여 몇가지 결과를 얻었기에 이를 보고하고자 한다.
본 실험에 사용한 맥문동은 시중에서 구입하여 김대근 교수가 검증한 후에 세절하여 사용하였으며, 표준품은 우석대학교 약학대학 생약표본실에 보관하고 있다(WS-20-005). 구증구포 맥문동 제조는 맥문동을 2시간 증숙하고 10시간 건조기로 건조하는 과정을 각각 9번 시행하여 제조한 후 실험에 사용하였다.
맥문동과 구증구포한 맥문동 시료 각 50 g 을 methanol로 진탕하면서 3시간씩 50℃에서 각각 2회 추출하였다. 그 추출액을 수욕상에서 감압농축하여 맥문동 methanol 엑스 약 11 g과 구증구포 맥문동 methanol 엑스 약 23 g을 각각 얻었다.
그 추출액을 수욕상에서 감압농축하여 맥문동 methanol 엑스 약 11 g과 구증구포 맥문동 methanol 엑스 약 23 g을 각각 얻었다. 맥문동 methanol 엑스와 구증구포 맥문동 methanol 엑스를 DPPH radical 소거활성을 측정한 후에 더 강한 소거활성을 보여준 구증구포 맥문동 methanol 엑스를 증류수로 현탁시켜 methylene chloride(0.2 g), ethyl acetate(0.3 g) 및 n-butanol(1.4 g)의 순으로 용매 분획하여 각각의 분획물을 확보하였다.
성장 단계가 동일한 선충을 각각의 농도별 plate에서 배양하였다(250, 500 μg/mL). 산화적 스트레스에 의한 내성은 기존 방법을 약간 변형하여 평가하였으며, 성체가 된 후 7일째에 일시적으로 선충을 1mM juglone이 함유된 M9 buffer가 담긴 96 well plate의 well에 옮기고 시간 별로 생존율을 확인하였다.
구증구포 맥문동 ethyl acetate 분획의 선충 내에서 산화적 스트레스에 저항하기 위한 단백질의 증가 여부를 확인하기 위해서 SOD발현 유전자의 증가 여부를 확인 하였다. SOD-3을포함한 형질 전환 선충 CF1553을 사용하여 실험한 결과 CF1553 형질전환 선충에 구증구포 맥문동 ethyl acetate 분획 500 μg/mL 처리군이 처리되지 않은 선충에 비해 높은 SOD-3::GFP 발현율(11.

대상 데이터

본 실험에 사용한 맥문동은 시중에서 구입하여 김대근 교수가 검증한 후에 세절하여 사용하였으며, 표준품은 우석대학교 약학대학 생약표본실에 보관하고 있다(WS-20-005). 구증구포 맥문동 제조는 맥문동을 2시간 증숙하고 10시간 건조기로 건조하는 과정을 각각 9번 시행하여 제조한 후 실험에 사용하였다.

데이터처리

통계 자료의 값은 평균값 ± 표준오차(mean ± S.E.M.)로 표시 하였다
그룹간의 통계적 유의성 검정은 Student’s t-test를 통해서 분석하였고 선충의 연속적인 생존도 는 Log-rank test 분석 방법을 이용하였다

성능/효과

SOD-3을포함한 형질 전환 선충 CF1553을 사용하여 실험한 결과 CF1553 형질전환 선충에 구증구포 맥문동 ethyl acetate 분획 500 μg/mL 처리군이 처리되지 않은 선충에 비해 높은 SOD-3::GFP 발현율(11.7%, *p<0.05)을 보여 주었다(Fig
구증구포 맥문동 ethyl acetate 분획은 DPPH free radical 소거활성을 보여주었으며, 예쁜꼬마선충을 이용한 항산화 실험에서는 SOD 및 catalase의 활성을 농도 의존적으로 높이는 것을 확인하였다. 선충 세포 내의 활성산소종의 발생을 농도 의존적으로 감소시켰으며, juglone 투여로 인한 산화적스트레스 조건하에서는 선충의 생존율을 농도 의존적으로 증가시켰다.
구증구포 맥문동 ethyl acetate 분획은 DPPH free radical 소거활성을 보여주었으며, 예쁜꼬마선충을 이용한 항산화 실험에서는 SOD 및 catalase의 활성을 농도 의존적으로 높이는 것을 확인하였다. 선충 세포 내의 활성산소종의 발생을 농도 의존적으로 감소시켰으며, juglone 투여로 인한 산화적스트레스 조건하에서는 선충의 생존율을 농도 의존적으로 증가시켰다. 이와 관련하여 mutant인 GFP-fused transgenic strain CF1553을 이용한 산화적 스트레스 저항성 단백질 발현 실험에서는 산화적 스트레스에 저항성이 있는 단백질 발현이 증가되었음을 확인하였다.
선충 세포 내의 활성산소종의 발생을 농도 의존적으로 감소시켰으며, juglone 투여로 인한 산화적스트레스 조건하에서는 선충의 생존율을 농도 의존적으로 증가시켰다. 이와 관련하여 mutant인 GFP-fused transgenic strain CF1553을 이용한 산화적 스트레스 저항성 단백질 발현 실험에서는 산화적 스트레스에 저항성이 있는 단백질 발현이 증가되었음을 확인하였다. 이러한 결과는 구증구포 맥문동 ethyl acetate 분획은 항산화 및 이와 관련된 질병의 예방 및 치료를 위한 자원으로서의 가치가 있을 것으로 사료된다.

후속연구

이와 관련하여 mutant인 GFP-fused transgenic strain CF1553을 이용한 산화적 스트레스 저항성 단백질 발현 실험에서는 산화적 스트레스에 저항성이 있는 단백질 발현이 증가되었음을 확인하였다. 이러한 결과는 구증구포 맥문동 ethyl acetate 분획은 항산화 및 이와 관련된 질병의 예방 및 치료를 위한 자원으로서의 가치가 있을 것으로 사료된다.

참고문헌 (21)

Yang, S. and Lian, G. (2020) ROS and diseases: role in metabolism and energy supply. Mol. Cell Biochem. 467: 1-12.

상세보기
Scialo, F., Fernandez-Ayala, D. J. and Sanz, A. (2017) Role of mitochondrial reverse electron transport in ROS signaling: Potential roles in health and disease. Front. Physiol. 8: 428.

상세보기
Kim, I., Lee, J. and Jeong, Y. (2018) Antioxidant activities of Rumex crispus L. root extracts and fractions. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 47: 1234-1241.

상세보기
Moniruzzaman, M., Ghosal, I., Das, D. and Chakraborty, S. B. (2018) Melatonin ameliorates H2O2-induced oxidative stress through modulation of Erk/Akt/NFkB pathway. Biol. Res. 51: 17.

상세보기
Eftekhari. A., Dizaj, S. M., Chodari, L., Sunar ,S., Hasanzadeh, A., Ahmadian. E. and Hasanzadeh. M. (2018) The promising future of nano-antioxidant therapy against environmental pollutants induced-toxicities. Biomed. Pharmacother. 103: 1018-1027.

상세보기
Hes, M., Dziedzic, K., Gorecka, D., Jedrusek-Golinska, A. and Gujska, E. (2019) Aloe vera (L.) Webb.: Natural sources of antioxidants - A review. Plant Foods Hum. Nutr. 74: 255-265.

상세보기
Kang, M.-J., Kim, D.-W., Kang, J.-R. and Shin, J.-H. (2018) Effect of roasting time on physicochemical characteristics and antioxidant activity of hot water extracts of dried Liriope platyphylla. Korean J. Food Preserv. 25: 246-254.

상세보기
Yoshida, T., Mori, K., Hatano, T., Okumura, T., Uehara, I., Komagoe, K., Fujita, Y. and Okuda, T. (1989) Studies on inhibition mechanism of autooxidation by tannins and flavonoids. V: radical scavenging effects of tannins and related polyphenols on 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical. Chem. Pharm. Bull. 37: 1919-1921.

상세보기
Brenner, S. (1974) The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics 77: 71-94.

상세보기
Mekheimer, R. A., Sayed, A. A. and Ahmed, E. A. (2012) Novel 1,2,4-triazolo[1,5-a]pyridines and their fused ring systems attenuate oxidative stress and prolong lifespan of Caenorhabditis elegans. J. Med. Chem. 55: 4169-4177.

상세보기
Aebi, H. (1984) Catalase in vitro. Methods Enzymol. 105: 121-126.
Kim, H. N., Seo, H. W., Kim, B. S., Lim H. J., Lee, H, N., Park, J. S., Yoon, Y. J., Oh, J. W., Oh, M. J., Kwon, J., Oh, C. H., Cha, D. S. and Jeon, H. (2015) Lindera obtusiloba extends lifespan of Caenorhabditis elegans. Nat. Prod. Sci. 21: 128-133.
Mekheimer, R. A., Sayed, A. A. and Ahmed, E. A. (2012) Novel 1,2,4-triazolo[1,5-a]pyridines and their fused ring systems attenuate oxidative stress and prolong lifespan of Caenorhabiditis elegans. J. Med. Chem. 55: 4169-4177.

상세보기
Kobet, R. A., Pan, X., Zhang, B., Pak, S. C., Asch, A. S. and Lee, M.-H. (2014) Caenorhabditis elegans: A model system for anti-cancer drug discovery and therapeutic target identification. Biomol. Ther. 22: 371-383.

원문보기 상세보기
Luo, S., Jiang, X., Jia, L., Tan, C.,Li, M., Yang, Q., Du, Y. and Ding, C. (2019) In vivo and in vitro antioxidant activities of methanol extracts from olive leaves on Caenorhabditis elegans. Molecules 704: 1-14.
Stefanatos, R. and Sanz, A. (2018) The role of mitochondrial ROS in the aging brain. FEBS Lett. 592: 743-758.

상세보기
Alugoju. P., VKD, K. S. and Periyasamy, L. (2018) Effect of short-term quercetin, caloric restriction and combined treatment on age-related oxidative stress markers in the rat cerebral cortex. CNS Neurol Disord. Drug Targets 17: 119-131.

상세보기
Gao, G. Y., Ma, J., Lu, P., Jiang, X. and Chang, C. (2018) Ophiopogonin B induces the autophagy and apoptosis of colon cancer cells by activating JNK/c-Jun signaling pathway. Biomed. Pharmacother. 108: 1208-1215.

상세보기
Zhu, X., Wang, K. and Chen, Y. (2020) Ophiopogonin D suppresses TGF-beta1-mediated metastatic behavior of MDAMB-231 breast carcinoma cells via regulating ITGB1/FAK/Src/AKT/beta-catenin/MMP-9 signaling axis. Toxicol. In Vitro 69: 104973.

상세보기
Li, N., Zhang, J. Y., Zeng, K. W., Zhang,. L., Che, Y. Y., Tu, P. F. (2012) Anti-inflammatory homoisoflavonoids from the tuberous roots of Ophiopogon japonicus. Fitoterapia 83: 1042-1045.

상세보기
Baek, N.-I., Cho, S.-J., Bang, M.-H., Lee, I., Park, C., Kim, M., Kim K. and Sung, J. (1998) Cytotoxicity of steroid-saponins from the tuber of Liriope platyphylla W. T. Appl. Biol. Chem. 41: 390-394.

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

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