초록 ▼

대부분 연안 해역 및 바다에 폐기되는 미더덕 껍질로부터 콘드로이틴황산물 추출 정제하여 화장품 원료로서의 응용 가능성을 살펴보고자 하였다. 미더덕 Styela clava 껍질 중 탄수화물과 단백질 함량은 기존의 해양생물에 비하여 높은 함량을 나타내었다. 미더덕 껍질로부터 열수추출에 의한 mucopolysaccharides의 수율 4∼5%로 낮았으며, 수율향상을 위해 효소를 사용한 결과 추출효율의 상승과 원료수급의 문제점을 해결할 수 있었다. 추출 조건인 1/60 M sodium phosphate buffer로 105$^{\c

대부분 연안 해역 및 바다에 폐기되는 미더덕 껍질로부터 콘드로이틴황산물 추출 정제하여 화장품 원료로서의 응용 가능성을 살펴보고자 하였다. 미더덕 Styela clava 껍질 중 탄수화물과 단백질 함량은 기존의 해양생물에 비하여 높은 함량을 나타내었다. 미더덕 껍질로부터 열수추출에 의한 mucopolysaccharides의 수율 4∼5%로 낮았으며, 수율향상을 위해 효소를 사용한 결과 추출효율의 상승과 원료수급의 문제점을 해결할 수 있었다. 추출 조건인 1/60 M sodium phosphate buffer로 105$^{\circ}C$에서 열수추출 한 경우 glycosaminoglycans (GAGs)의 $SO_4$ 함량은 31.2%이였고, 회분함량은 22.2%로 GAGs 추출향상을 위해 사용된 sodium phosphate 때문에 회분함량이 높아졌다. 추출 정제된 시료를 HPLC로 분석하였을 때 표준시료인 chondroitin sulfate A, C와 동일한 분석시간을 나타내어 chondroitin sulfate의 존재를 확인하였다. 원료를 가수분해하여 구성 당 조성을 분석한 결과 glucosamine과 galactose가 75.0% 존재하였고, glucose, mannase, fucose 등으로 구성되어 있었다. 일반 성분, HPLC분석, 당 조성분석과 아미노산 분석결과로 glucosamine과 galacturonic acid가 주가 되어 threonine으로 연결된 구조를 하는 GAGs로 나타났다. 이후 Ion chromatography로 2개의 획분을 수집한 결과, GAGs과 비슷한 용출시간을 가지는 것은 fraction 2이며, fraction 1은 GAGs보다 낮은 Na 농도에 의해 분리 되었다. 각 획분별 CHNS 분석에서 sulfur의 함량이 Fraction 2가 Fraction 1보다 9배 높은 것으로 나타났다. Agarose 전기영동에서 각 획분은 비슷한 이동을 보이는 것을 확인하였으며 chondroitin AC lyase, chondroitin ABC lyase에 의한 band를 확인하였을 때 chondroitin AC lyase, chondroitin ABC lyase의해 모두 분해된 것을 확인하였다. Gel chromatography에 의한 분자량 측정결과 Fraction 1은 75.1 kDa ∼ 13.7 kDa 으로 13.7 kDa가 주를 이루고 있었으며. Fraction 2는 102.4 kDa ∼ 8.6 kDa로 102.4 kDa가 주를 이루고 있었다. Fraction 1은 분자량이 chondroitin-4-sulfate과 유사하였으며, HPLC, 전기영동, gel chromatography를 통해 Fraction 2는 keratan sulfate와 유사하다는 것을 확인하였다. Fraction 1, 2의 주요 작용기는 IR분석시 N-H, S=O, $NH_2$, -OH, C=O 등 모든 작용기가 표준품과 동일하다는 것을 확인하였다. Fraction 2의 흡수대에서 ${\beta}$-D-GalNAc-($2SO_4$)에서 H4, 5, 6의 흡수대를 확인할 수 없었으며, ${\beta}$-D-GalNAc-($6SO_4$)의 H3, 5의 흡수대를 확인할 수 없었으나, O-sulfated 영역인 4.14와 4.13 ppm에서 강한 흡수대를 확인하였다. 이것으로 styela clava에서 추출한 GAGs의 Fraction 2는 keratan sulfate와 유사한 ${\alpha}$-L-iduronic acid-(1${\rightarrow}$3)-${\beta}$-D-galactosamine의 구조를 가진 황산다당류라는 것을 확인하였다.

Abstract ▼

With the aiming of using cosmetic material, chondroitin sulfate was extracted and purified from mideduk tunics which were usually disposed to costal sea. The amount of carbohydrates and proteins contained in the tunics were showed higher than other marine organisms. Extraction of mucopolysaccharides

With the aiming of using cosmetic material, chondroitin sulfate was extracted and purified from mideduk tunics which were usually disposed to costal sea. The amount of carbohydrates and proteins contained in the tunics were showed higher than other marine organisms. Extraction of mucopolysaccharides by heating the tunics were low compared with using enzyme. Mucopolysaccharides by dissolving the tunics in 1/60 M sodium phosphate buffer was extracted by heating at 105$^{\circ}C$, and it was showed 31.2 of SO4 and 22.2% of lime in glycosaminoglycans (GAGs). The existence of chondroitin sulfates were confirmed by comparing the extracted and purified sample with standard chondroitin sulfate A and C using HPLC. After hydrolysis and analysis for the composition of carbohydrates, it were mostly composed of 78% oft glucosamine and galactose, and small amount of glucose, mannase and fucose were found. Analysis of carbohydrate and amino acids using HPLC were found GAGs structure connected by threonine between glucosamine and galacturonic acid. Two fractions were obtained after analysis with ion chromatography, fraction 1 was observed at low concentration of Na compared with fraction 2 which was taken similar extraction time with GAGs. The concentration of sulfur in fraction 2 was 9 times higher compared with fraction 1, but the two fractions were showed similar running patterns and lysed by chondroitin AC lyase and chondroitin ABC lyase. The molecular weights of fraction 1 was placed at 75.1 kDa ∼ 13.7 kDa, mainly 13.7 kDa but fraction 2 was located at 102.4 ∼ 8.6 kDa, mainly 102.4 kD by gel chromatography. The molecular weight of fraction 1 and 2 was similar with chondroitin-4-sulfate and keratan sulfate, respectively, by HPLC, electrophoresis and gel chromatography. The functional group of fraction 1 and 2 was identical with standard at N-H, S=O, NH2, -OH and C=O with IR analysis.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 목차...
• I. 연구개발결과 요약문...4
• (한글)...4
• (영문)...6
• II. 총괄연구개발과제 연구결과...8
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...8
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...10
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...12
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...14
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획...16
• 6. 첨부서류...16
• III. 제1세부연구개발과제 연구결과...18
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...19
• 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...19
• 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발결과...24
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...42
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...43
• 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획...44
• 7. 참고문헌...44
• IV. 제2세부연구개발과제 연구결과...48
• 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...49
• 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...49
• 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과...53
• 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...64
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...65
• 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획...66
• 7. 참고문헌...66