초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 최근 새로운 염증촉진(pro-inflammatory) 물질로 알려진 무기폴리인산(Inorganic polyphosphate: polyP)인 중쇄(medium chain)의 polyP-70과 장쇄(long chain)의 polyP-700이 장관세포(intestine cell) 및 면역세포(immune cell)에서 매개하는 염증반응의 작용기작을 규명하고 나아가 이를 치료 및 예방하는 새로운 polyP 억제제(inhibitors)를 도출한다. 따라서 효과적인 신규 항염증제제(anti-inflammatory

□ 연구개요
본 연구는 최근 새로운 염증촉진(pro-inflammatory) 물질로 알려진 무기폴리인산(Inorganic polyphosphate: polyP)인 중쇄(medium chain)의 polyP-70과 장쇄(long chain)의 polyP-700이 장관세포(intestine cell) 및 면역세포(immune cell)에서 매개하는 염증반응의 작용기작을 규명하고 나아가 이를 치료 및 예방하는 새로운 polyP 억제제(inhibitors)를 도출한다. 따라서 효과적인 신규 항염증제제(anti-inflammatory agents)로서 식물 피틴태인가수분해효소(phytase)의 탈인산화(dephosphorylation)를 통한 무기폴리인산매개염증반응의 억제효과를 규명한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
식물 phytase의 신규 exopolyphosphatase로서의 효소학적 무기폴리인산 기질분해 특이성을 규명하기 위하여 밀 phytase의 pH 변화에 따른 exopolyphosphatase 활성 조사결과 polyP-70과 polyP-700 두 기질 모두 효소활성이 pH 5.0보다 pH 7.5에서 더 우수하였다. 무기폴리인산 기질에 대한 밀 phytase의 enzyme kinetics 특성조사에서는 효소의 catalytic efficiency 측면에서 polyP-700에 대한 활성이 polyP-70보다 효과적이었다. 또한 기질 무기폴리인산에 대한 효소반응시 exopolyphosphatase 억제제인 금속이온 혹은 EDTA를 첨가하여 활성변화를 조사한 결과 저해제 첨가하지 않은 대조구와 비교하였을 때, polyP-70에서는 Zn²⁺ 첨가시 효소활성이 억제되었으나 나머지 저해제에서는 억제가 관찰되지 않았고(10% 미만), polyP-700에 대해서는 Mn²⁺과 EDTA를 제외한 금속이온들에서 부분적 억제가 관찰되었다. 기질 무기폴리인산과 p-nitrophenyl phosphate간의 경쟁적 효소활성억제 양상조사에서는 p-nitrophenyl phosphate에 대한 밀 phytase의 monophosphate esterase 활성이 무기폴리인산 첨가시 경쟁적으로 감소하였다. 이 식물 phytase의 무기폴리인산매개염증반응 억제효과를 세포수준에서 규명하기 위해 세포 생존성에 미치는 영향을 조사한 결과, HT-29 세포에 polyP-700 처리는 세포생존율을 감소시켰으나 효소적 탈인산화된 polyP-700의 처리는 원래 처리에 비해 세포생존율을 증가시켰다. 또한 caspase-8 activity의 변화 측정을 통한 세포사멸 apoptotic pathway에 대한 무기폴리인산이 영향조사에서 효소 처리된 polyP-700이 처리되지 않은 것과 비교해 caspase-8 활성을 감소시켰다. 더욱이 세포내 염증신호반응(inflammatory signaling)의 마커(marker)로 작용하는 cytokine인 IL-8 분비량 측정에서도 같은 경향을 보였다. 전사인자 NF-kB 활성화에 대한 밀 phytase 처리 무기폴리인산의 효과 분석에서 polyP-700처리에 비교하여 효소 처리된 polyP-700은 NF-kB 활성을 감소시켰다. 나아가 NF-kB와 관련된 mTOR, AKT, MAP kinases활성 조사에서도 활성을 변화시키는 효과를 나타냈다. Raw264.7 대식세포 내재면역(innate immunity) 활동에 있어서 탈인산화된 polyP-700은 원래 polyP-700보다 nitric oxide(NO)농도를 증가시키고 phagocytic activity 역시 증가시킨다.

□ 연구개발결과의 중요성
식물 phytase는 무기폴리인산매개 염증반응을 치료 및 예방할 수 있는 동물약품 및 사료첨가제 개발 분야에서 유망한 후보물질로 그 기여도가 높을 것으로 사려된다.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 밀 phytase의 pH 변화에 따른 exopolyphosphatase 활성조사 ... 4
• 2) 밀 phytase의 pH 변화에 따른 monophosphate esterase 활성조사 ... 5
• 3) 무기폴리인산 기질에 대한 밀 phytase의 enzyme kinetics 특성조사 ... 5
• 4) 효소적저해제가 밀 phytase의 exopolyphosphatase 활성에 미치는 영향조사 ... 5
• 5) 밀 phytase의 기질 무기폴리인산과 p-nitrophenyl phosphate간의 경쟁적 효소활성억제 양상조사 ... 6
• 6) 밀 phytase에 처리된 무기폴리인산의 세포 생존성에 미치는 영향조사 ... 6
• 7) 밀 phytase에 처리된 무기폴리인산의 세포사멸 apoptotic pathway에 미치는 영향조사 ... 6
• 8) 밀 phytase에 처리된 무기폴리인산의 전사인자 NF-kB 활성화에 미치는 영향조사 ... 7
• 9) 밀 phytase에 처리된 무기폴리인산의 세포내 염증촉진 싸이토카인(cytokine)분비에 미치는 영향조사 ... 7
• 10) 밀 phytase에 처리된 무기폴리인산의 대식세포 내재면역(innate immunity) 활동성에 미치는 영향조사 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 10