초록 ▼

연구목적
모나스커스 색소 생산균주를 이용하여 지방분해효소 억제활성이 있는 색소 유도체를 생합성 하고， 이를 비만 치료에 이용 가능한 신규 기능성 식품첨가소재로 개발하고자 한다.
연구 내용 및 방법
· 모나스커스 색소 유도체의 생물학적 합성법 확립
· 지방분해효소 처해활성 분석 시스템 확립
· 지방분해효소 저해활성을 지닌 예비 후보 색소 유도체의 탐색
· 지방분해효소 저해활성 특성 분석 및 최종 후보물질 선별
· 발효를 통한 후보 색소 유도체의 대량 생산
· 색소 유도체의 분리정제 및 구조

연구목적
모나스커스 색소 생산균주를 이용하여 지방분해효소 억제활성이 있는 색소 유도체를 생합성 하고， 이를 비만 치료에 이용 가능한 신규 기능성 식품첨가소재로 개발하고자 한다.
연구 내용 및 방법
· 모나스커스 색소 유도체의 생물학적 합성법 확립
· 지방분해효소 처해활성 분석 시스템 확립
· 지방분해효소 저해활성을 지닌 예비 후보 색소 유도체의 탐색
· 지방분해효소 저해활성 특성 분석 및 최종 후보물질 선별
· 발효를 통한 후보 색소 유도체의 대량 생산
· 색소 유도체의 분리정제 및 구조 분석
· 식품에의 적용 가능성 타진
. In vivo 활성 실험 및 독성 시험
연구 결과
모나스커스 색소의 유도체를 합성하여 지방분해효소 저해제를 개발하였다. 모나스커스 발효시 L. D-아미노산을 첨가하여 다양한 아미노산 색소 유도체를 체조하였다. 총 39 가지의 색소 유도체를 제조하였고， 이를 추출， 정제하여 실험에 사용하였다. In vitro 활성시험으로 돼지 훼장 유래 지방분해효소를 사용하여 각 색소 유도체가 지나는 효소 저해활성을 탐색하였다. 39가지 유도체 중 17가지 유도체가 지방분해효소 처해활성을 나타내었다. 색소 유도체 중 aromatic rinQ과 non-polar aliphatic 구조를 지닌 아미노산 유도체가 지방분해 효소에 비교적 높은 처해활성을 나타내었다. 그 중 L-Trp 색소 유도체와 n-Tyr 의 색소 유도체가 가장 높은 처해활성을 나타내었고 각각 61.2. 102.8 11M의 ICso 값이 얻어졌다. 색소 유도체의 활성을 증진시키기 위해 2 차 유도체 구조변화를 수행하였다. 비교적 처해활성이 우수한 아미노산의 methyl, ethyl, t-butyl, bezyl ester 유도체와 이들로 이루어진 dipeptide를 이용하여 25 종류의 새로운 색소 유도체를 생물학적으로 합성하였다. 이들 중， 12 종류의 유도체가 지방분해효소 저해활성을 나타냈다. 그 중 L-Leu-OEt 와 L-Tyr-OEt의 색소 유도체가 가장 우수한 저해활성을 나타내었고， 각각 12.2, 13.8 11M의 1C50 값이 얻어졌다. 색소 유도체는 특이적으로 돼지훼장 유래의 지방분해효소를 저해하였고， 다른 종류의 소화효소는 저해하지 않는 효소 특이성을 나타내었다. 아미노산 유도체를 생산하는 발효 방법과 scale-up을 수행하였다. 배양중 균체의 모폴로지를 조젤하여 5 L 발효조에서 L-Trp과 L-Leu-OEt의 색소 유도체를 각각 20.6, 13.8 g;L를 획득할 수 있었다. Impeller tip 속도를 scale-up 인자로 이용하여 30 L jar 발효기에서 sca1e-up을 성공적으로 수행하였고， L-Trp과 L-Leu-OEt의 색소 유도체를 각각 15.6, 10.6 g;L를 획득할 수 있었다. 모나스커스 색소 유도체는 온도， pH, 광에 안정하였고， 색소 유도체를 첨가한 식품제조가 용이하였다. 씩소 발효시에 생성되는 것으로 알려진 독성물질인 시트리닌의 함량은 매우 낮게 얻어졌으며 마우스를 이용한 급성독성 테스트에서 잭소 유도체는 독성이 없었다. 동물실험으효 마우스를 이용하는 In 따vo 실험으로 L-Leu-OEt와 L-Trp의 색소 유도체를 투여했을 때 마우스의 중량이 최대 9 % 감소되었고， 지방세포의 무게도 27~31 % 감소하였다. 혈중 콜레스테롤은 최대 5 %, 중성지방은 10 % 이상 감소하였다. 간의 콜레스테롤은 30 % 이상 감소하였고， 중성지방의 양도 10 % 이상 감소하였다. 결론적으로 모나스커스의 색소 유도체를 성공적으로 개발하였으며， 체내의 콜레스테롤과 중성지방을 감소시키는 기능성 식품소재로서의 가능성이 매우 높은 것으로 사료된다.

Abstract ▼

Objective
The derivatives of monascus pi.~ment havin.~ hi~h lipase inhibitory activity were developed for dietary use as a food additive.
Methods
. Optimization of pi~ment derivatives Production by Monascus sp .
. Estab1ishment of screenin~ system of lipase inhibitory activity
. Scre

Objective
The derivatives of monascus pi.~ment havin.~ hi~h lipase inhibitory activity were developed for dietary use as a food additive.
Methods
. Optimization of pi~ment derivatives Production by Monascus sp .
. Estab1ishment of screenin~ system of lipase inhibitory activity
. Screening of pigment derivatives having lipase inhibitory activity
. Determination of kinetic characteristics of pi~ment derivatives and selection of candidates
. Scale-up fermentation for pigment derivatives
. Purification and structural analysis of pi~ment derivatives
. Test the stabílity of pi~ment derivatives for food additive
. Test of in vivo activity and toxicity
Results
Various kinds of monascus pi~ment derivatives were produced by adding 39 L- and D-amino acids during cultivation of Monascus sp. J10 1. The derivatives were tested for lipase-inhibitory activity via in vitro assay usin.~ a porcine lipase and 17 derivatives showed an inhibitory activity. Monascus pi~ments produced with aromatic and non-p이ar aliphatic L. D-amino acids revealed stron~ inhibitory activities against the lipase. L-Trp and D-Tyr derivatives showed especial1y low 1C50 values of 6 1.2 and 102.8 llM~ respectivelv. Other types of pi~ment derivatives were also produced for 1ipase-inhibitory activity tests. Pi~ment derivatives were synthesized by incorporation of the methyl, ethyl, t-butyl, bezyl ester of L-Trp, L-Tyr, L-Leu and L-Phe, and some dipeptide. Thus, 25 new pi~ment derivatives were produced. L-Leu-OEt and L-Tyr-OEt derivatives made via further structure modifications showed hi~h lipase-inhibitory activities with lC50 values of 12.2 and 13‘:3 11M, respectively. The pi~ment derivative exhibited some specificity against porcine pancreatic lipase but did not exhibit high activities against other digestive enzymes. By the control of cell morphology, the pi~ment derivatives of L-Trp and L-Leu-OEt were produced in 5 L jar fermenter 20.6, 13.8 WL, respectively. lmpeller tip speed was chosen as scale-up factor for pi~ment derivatives. The pi~ment derivatives of L-Trp and L-Leu-OEt were produced in 30 L jar fermenter 15.6, 10.6 WL, respectively. The pi~ment derivatives were stable in temperature, pH, sunli~ht and could be used in food. The amount of citrinin was low in culture broth for pigment derivatives. The toxicity of pi~ment derivatives was not detected in mouse. In vivo tests of L-Leu-OEt and L-Trp were performed using mice. Alth Ol뛰h avera~e body weights were reduced by 9 % or less by feedin~ of the derivatives, the weights of intraperitoneal adipose tissues were reduced by 27 - 31 %. The total cholesterol amounts were reduced 5 % or less whereas the total triglyceride amounts were reduced 10 % or more. The total cholesterol and triJ~lyceride amounts of the liver were reduced by pi~ment derivative more than 30, 10 %, respectively. ln conc1usion, monascus pigmentderivatives were developed successfully, and these derivatives were considered a potent functionaI food additives for the dietary use, which can play an important role to reduce total cholesteroI Ievels and tril:!lvceride amounts in a bodv.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목 차 ... 4
• 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 7
• 총괄연구개발과제 연구결과 ... 9
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 9
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 18
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 32
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 ... 35
• 5. 연구개발결과의 파급효과 ... 47
• 6. 참여연구원 편성표(총괄) ... 48
• 7. 참고문헌 ... 49
• 8. 첨부서류 ... 50