KR20120049045A - 바지락 가수분해물을 유효성분으로 함유하는 항산화제 조성물 - Google Patents
바지락 가수분해물을 유효성분으로 함유하는 항산화제 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 바지락 가수분해물을 유효성분으로 함유하는 항산화제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바지락 단백질 가수분해물로부터 분리된 펩티드와 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 항산화제 조성물 및 바지락 단백질 가수분해물의 제조방법과 상기 가수분해물로부터 펩티드를 분리 정제하는 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 바지락 단백질 가수분해물, 상기 가수분해물로부터 분리, 정제된 항산화 펩타이드 및 상기 가수분해물을 포함하는 조성물은 자유 라디칼 소거에 대한 탁월한 항산화 효과를 나타내므로, 활성 산소에 의해 생성되는 산화물들에 기인하는 노화 및 각종 질환의 억제 또는 치료에 효과적이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 바지락 단백질 가수분해물, 상기 가수분해물로부터 분리, 정제된 항산화 펩타이드 및 상기 가수분해물을 포함하는 조성물은 자유 라디칼 소거에 대한 탁월한 항산화 효과를 나타내므로, 활성 산소에 의해 생성되는 산화물들에 기인하는 노화 및 각종 질환의 억제 또는 치료에 효과적이다.
Description
본 발명은 바지락 가수분해물을 유효성분으로 함유하는 항산화제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바지락 단백질 가수분해로부터 분리된 펩티드와 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 항산화제 조성물 및 바지락 단백질 가수분해물의 제조방법과 상기 가수분해물로부터 펩티드를 분리 정제하는 방법 및 항산화 효능을 갖는 바지락 단백질 유래 펩티드의 1차 구조 서열에 관한 것이다.
해양생물은 종의 다양성과 더불어 서식환경의 특이성이라는 요인에 의하여 기존의 육상생물이 보유?생산할 수 없는 화학물질 및 생체 분자들을 함유하고 있으며, 이들의 생합성?분해에 관여하는 특이한 신종 효소와 보조인자들도 존재하고있어서 신약물질과 새로운 생리 기능성 물질의 소재로서 관심이 집중되고 있다. 더욱이 육상생물을 대상으로 활발히 진행되어 왔던 선도물질의 탐색 및 개발이 한계에 이르기 시작함에 따라 자연히 해양생물로 관심대상이 전환되었다. 미국, 일본, 유럽 등과 같은 해양 선진국들에 의해서 현재까지 밝혀진 해양생물 유래의 항암성, 항염증성, 항곰팡이성, 항균성, 항바이러스성 및 항산화성을 나타내는 약리활성 물질들이 이미 다수 보고되어 있다. 또한 해양자원으로부터 식량자원의 생산에 관한 연구의 중요성도 점점 증가하고 있다.
일반적으로, 패류(貝類)는 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라의 지역특성에 의해 연안지대에 다양한 종류가 서식하여 예로부터 중요한 식품자원으로 이용되어 온 것으로서, 1990년대 이후부터 패류의 인공양식이 보편화되면서 양식 생산의 비중이 90%를 상회하게 되고 그 생산량도 매년 증가함에 따라 어가의 소득증대 및 어촌지역의 고용창출효과 측면 외에도 보다 위생적이고 풍미가 좋은 원료를 안정적으로 공급함과 동시에 패류 특유의 풍미와 영양특성을 살린 고부가가치 가공기술이 수산업 발전을 위한 주요 관심대상이 되고 있다.
특히 최근에는 동식물 단백질을 각종 효소를 이용하여 가수분해 시킨 가수분해물을 분리 정제하여 이들의 생리활성 검토에 관한 연구가 진행되고 있다. 이 가수분해물들은 항산화 활성 및 혈압강하 작용이 있다는 것으로 밝혀지면서 피부노화방지 및 고혈압 등의 성인병 예방치료제로서도 이용 가능하다는 결과가 보고되고 있다. 또한, 단백질 가수분해물은 각종 가공식품이나 조미료, 샴푸, 화장품 등 기타 여러 분야에서 필수적으로 이용되고 있다.
그러나 국내에서는 거의 단백질의 산(acid) 가수분해물을 이용하고 있는 실정이며, 단백질을 산이나 알칼리로 가수분해 할 경우 트립토판(tryptophan), 시스테인(cysteine)과 같은 필수 아미노산이 손실될 뿐만 아니라 리지노알라닌(lysinoalanine)과 같은 독성이 있는 부산물이 생성되어 일본을 비롯한 선진국에서는 단백질의 산가수분해물의 안전성 문제가 대두되고 있다.
산소는 지구상에서 가장 많은 원소로서(53.8%) 건조대기 중의 21%를 차지하고 있으며, 모든 생물체들은 산소를 이용하여 생명 유지에 필요한 에너지를 발생하게 된다. 그러나, 이와 같이 생명 유지에 절대적으로 필요한 산소이지만 안정한 분자상태인 기저삼중항산소(ground state triplet oxygen)가 체내 효소계, 환원대사, 화학약품, 공해물질, 광화학반응 등의 각종 물리적, 화학적, 환경적 요인 등에 의하여 수퍼옥사이드 라디칼(superoxide radical, O2), 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical, HO), 과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2), 일중항산소(singlet oxygen, HO)와 같은 반응성이 매우 큰 활성산소(active oxygen)로 전환되면 생체에 치명적인 산소 독성을 일으키는 양면성을 지니고 있다. 즉, 이들 활성산소는 세포구성 성분들인 지질, 단백질, 당, DNA 등에 대하여 비선택적, 비가역적인 파괴 작용을 함으로써 노화는 물론 암을 비롯하여 뇌졸중, 파킨슨병 등의 뇌혈관 심장질환, 허혈, 동맥경화, 피부질환, 소화기질환, 염증, 류마티스, 자기면역질환 등의 각종 질병을 일으키는 것으로 알려져 있다(Halliwell B. 1991. Drug antioxidant effects. Drugs 42: 596-605). 또한, 이들 활성산소에 의한 지질과산화 결과 생성되는 지질과산화물을 비롯하여 여러 가지 체내 과산화물도 세포에 대한 산화적 파괴로 인한 각종 기능장애를 야기함으로써 노화와 질병의 원인이 되기도 한다.
한편, 정상적인 세포에서도 대사과정 중 어느 정도의 자유 라디칼(free radical)과 기타 활성산소 및 과산화물이 생성되고 있으나, 생체 내에는 이들에 대한 방어기구로서 SOD(superoxide dismutase), 퍼옥시다제(peroxidase), 카탈레이즈(catalase) 등의 항산화효소와 함께 비타민 E, 비타민 C, 글루타티온(glutathione), 유비퀴논(ubiquinone, 코엠자임 Q10), 요산 등과 같은 항산화물질이 존재하여 스스로를 보호하고 있다. 그러나 이와 같은 생체방어기구에 이상이 초래되거나 각종 물리적, 화학적 요인들에 의하여 활성산소의 생성이 생체방어계의 용량을 초과하게 될 경우 산화적 스트레스가 야기된다. 따라서, 이와 같은 자유 라디칼을 소거할 수 있는 화합물 또는 과산화물 생성 억제물질과 같은 항산화제들은 이들 산화물들에 기인하는 노화 및 각종 질환의 억제 또는 치료제로서 기대된다.
항산화제에 대한 연구는 1969년 McCord와 Fridovich가 수퍼옥사이드 라디칼을 소거하는 효소인 SOD를 발견한 것을 계기로 본격적으로 진행되었으며, 최근에는 노화나 성인병 등의 질환이 활성산소의 존재에 의한 것으로 알려져, 활성산소를 조절할 수 있는 항산화제에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 항산화제로는 효소계인 SOD, 카탈레이즈 외에 BHT(tert-butylhydroxytoluene), BHA(tert-butylhydroxy- anisol) 등과 같은 합성 항산화제 및 토코페롤(tocopherol), 아스코르브산(ascorb- ic acid), 탄닌, 카로테노이드(carotenoids), 플라보노이드(flavonoids) 등과 같은 일부 천연 항산화제가 있으며, 그 외에도 다양한 종류의 항산화제 개발이 이루어지고 있다(Kitahara K., Matsumoto Y., Ueda H.A. and Ueoka R. 1992. Chem. Pharm. Bull. 40: 2208-2209; Hatano T. 1995. Natural Medicines 49: 357-363).
그러나, 이들 항산화제는 독성, 저활성 및 용도의 한계성 등의 여러 가지 문제로 인하여 사용에 제한을 받고 있다.
이에 본 발명자들은 독성과 부작용이 없는 천연물 유래의 항산화제를 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 본 발명에 따른 바지락 단백질 가수분해물의 우수한 항산화 효과를 확인하고 본 발명을 완성하였다.
결국 본 발명의 주된 목적은 바지락 단백질 가수분해물로부터 분리된 펩티드를 유효성분으로 함유하고, 활성산소에 의해 생성되는 산화물들에 기인하는 노화 및 각종 질환의 억제 또는 안전하고 효과적인 천연 항산화제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 바지락 단백질 가수분해물의 제조방법 및 상기 가수분해물로부터 펩티드를 분리 정제하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 바지락 단백질 가수분해물로부터 분리된 펩티드와 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 항산화제 조성물 및 바지락 단백질 가수분해물의 제조방법과 상기 가수분해물로부터 펩티드를 분리 정제하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 바지락 단백질 가수분해물로부터 분리된 펩티드를 유효성분으로 함유하는 항산화제 조성물을 제공한다.
상기 바지락 단백질 가수분해물은 잘게 분쇄한 동결건조 된 바지락을 완충액에 용해시킨 후, 상기 용액에 단백질 가수분해 효소를 첨가한 뒤 교반시켜 가수분해 반응을 진행시킨 다음, 열수 중에서 가열하고 이를 필터, 농축 및 건조하여 제조된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충액은 인산염 완충액(phosphate buffer) 또는 글리신-염산 완충액(glycine-HCl buffer)이며, 상기 단백질 가수분해 효소는 플라보자임(Flavourzyme), 뉴트라제(Neutrase), 파파인(Papain), 펩신(pepsin), 트립신(Trypsin), 알파-키모트립신(α-Chymotrypsin), 알칼라제(Alcalase) 및 프로타맥스(Protamex)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 가수분해 단계는 pH 1.0 ~ 10.0의 완충액 중에서 반응온도 25 ~ 70℃, 반응시간 6~10시간 동안 가수분해하는 것을 특징으로 하며 바람직하게는 상기 완충액의 pH가 2.0~8.0, 반응온도는 30~60℃ 반응시간 8시간 가열하고 감압증발기로 농축 후 동결건조시키는 것이 좋다.
또한, 상기 바지락 단백질 가수분해물로부터 분리된 펩티드는 (1) 바지락 단백질 가수분해물을 TFF(Tangetial Flow Filtration) 시스템에 의해 분자량별로 분리한 후 각 획분의 생리 활성을 측정하는 단계; (2) 상기 분리된 획분 중 생리활성이 가장 뛰어난 획분을 크로마토그래피법으로 분리하는 단계; (3) 상기 분리된 각 획분의 생리활성을 측정하는 단계; 및 (4) 상기 분리된 획분 중 생리활성이 가장 뛰어난 획분을 정제하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조하며, 상기 (2) 내지 (4) 단계를 반복 실시하여 단일물질로 분리 정제하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (2) 단계에 있어서, 항산화 펩티드는 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼(DEAE-Sephacel) 크로마토그래피를 사용하여 분리한 후, 분취용 C18 컬럼(GROM-SIL 120 C18, 20 * 250 mm)이 장착된 고성능크로마토그래피, 두 번의 분석용 C18 컬럼(GROM-SIL 120 C18, 4.0 * 250 mm)이 장착된 고성능크로마토그래피 및 크기별 분리가 용이한 GPC 컬럼(GPC-SB 802.5)이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용한 정제과정을 거쳐 강한 항산화 능력을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 유효성분으로 함유하는 항산화제 및 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명의 바지락 단백질 가수분해물 및 이로부터 분리된 기능성 펩티드는 자유라디칼 소거 활성이 우수하므로 활성산소에 의해 생성되는 산화물들에 기인하는 노화 및 각종 질환의 억제 또는 치료를 위한 의약품, 건강보조제, 화장료, 식품, 식품 첨가제 등에 유용하게 이용될 수 있으며, 이에 의해 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 바지락 단백질 가수분해물 및 이로부터 분리된 기능성 펩티드가 의약품으로 이용될 경우에는 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있으며, 통상적인 방법에 따라 약학적으로 허용되는 제형으로 제조될 수 있는데, 이렇게 이루어진 약학조성물을 권리범위로 포함한다. 또한 상기 약학 조성물을 항산화제로 사용하는 의약적 용도 역시 본 발명의 권리범위에 포함된다.
상기 담체 또는 부형제로는 물, 덱스트린, 칼슘카보네이드, 락토스, 프로필렌글리콜, 리퀴드, 파라핀, 생리식염수, 덱스트로스, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자이리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물류가 있으며, 이들은 1종 이상 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 통상의 담체 및 부형제는 모두 사용 가능하다. 또한 항산화 조성물을 약제화 하는 경우 통상의 충진제, 증량제, 결합제, 붕해제, 계면활성제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 또는 방부제 등을 더욱 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바지락 단백질 가수분해물 및 이로부터 분리된 기능성 펩티드가 화장료로 이용될 경우에는 주름개선 및 미백 기능성 화장품, 유연화장수, 영양화장수, 아이크림, 영양크림, 맛사지크림, 클렌징크림, 에센스 등의 제형으로 제조될 수 있으며, 각 제형의 화장료 조성물에 있어서, 단백질 가수분해물 및 기능성 펩티드를 포함하여 주름개선 및 미백 원료 또는 통상의 화장료 원료로서 이외의 성분들을 화장료의 제형 또는 사용 목적 등에 따라 당업자가 어려움 없이 적의 선정하여 배합 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 바지락 단백질 가수분해물, 상기 가수분해물로부터 분리, 정제된 항산화 펩타이드 및 상기 가수분해물을 포함하는 조성물은 자유 라디칼 소거에 대한 탁월한 항산화 효과를 나타내므로, 활성 산소에 의해 생성되는 산화물들에 기인하는 노화 및 각종 질환의 억제 또는 치료에 효과적이다.
또한 본 발명의 바지락 단백질 가수분해물은 천연물 유래의 물질로써 독성 및 부작용 없이 사용될 수 있다.
도 1은 바지락 단백질 가수분해물의 제조 공정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 바지락 단백질 가수분해물의 하이드록실 라디칼 소거 활성을 나타낸 것이다(1, Flavourzyme; 2, Neutrase; 3, Protamex; 4, Alcalase; 5, Papain; 6, Trypsin; 7, α-chymotrypsin; 8, Pepsin).
도 3은 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량별 하이드록실 라디칼 소거 활성을 나타낸 것이다(>30,000 Da; 10,000 ~ 30,000 Da; 5.000 ~ 10,000 Da; 5,000 Da<).
도 4는 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리한 것을 나타낸 것이다.
도 5는 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 효능이 입증된 분획물을 분취용 컬럼이 장착된 고성능 크로마토그래피를 이용하여 분리한 것을 나타낸 것이다.
도 6은 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 분취용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리한 후 효능이 입증된 분획물을 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피로 분리한 것을 나타낸 것이다.
도 7은 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 분취용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리한 후 효능이 입증된 분획물을 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리하여 효능이 입증된 분획물을 다시 한번 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피로 분리한 것을 나타낸 것이다.
도 8은 바지락 단백질 가수분해물 (알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 분취용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리한 후 효능이 입증된 분획물을 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리 한 후 효능이 입증된 분획물을 다시 한번 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피로 분리한 분획물을 크기별 GPC컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피로 분리한 것을 나타낸 것이다.
도 2는 바지락 단백질 가수분해물의 하이드록실 라디칼 소거 활성을 나타낸 것이다(1, Flavourzyme; 2, Neutrase; 3, Protamex; 4, Alcalase; 5, Papain; 6, Trypsin; 7, α-chymotrypsin; 8, Pepsin).
도 3은 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량별 하이드록실 라디칼 소거 활성을 나타낸 것이다(>30,000 Da; 10,000 ~ 30,000 Da; 5.000 ~ 10,000 Da; 5,000 Da<).
도 4는 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리한 것을 나타낸 것이다.
도 5는 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 효능이 입증된 분획물을 분취용 컬럼이 장착된 고성능 크로마토그래피를 이용하여 분리한 것을 나타낸 것이다.
도 6은 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 분취용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리한 후 효능이 입증된 분획물을 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피로 분리한 것을 나타낸 것이다.
도 7은 바지락 단백질 가수분해물(알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 분취용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리한 후 효능이 입증된 분획물을 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리하여 효능이 입증된 분획물을 다시 한번 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피로 분리한 것을 나타낸 것이다.
도 8은 바지락 단백질 가수분해물 (알파키모트립신)의 분자량 10,000 ~ 30,000 Da에 해당하는 단백질을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 분취용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리한 후 효능이 입증된 분획물을 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리 한 후 효능이 입증된 분획물을 다시 한번 분석용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피로 분리한 분획물을 크기별 GPC컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피로 분리한 것을 나타낸 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예
1. 바지락의 단백질
가수분해물의
제조
본 실험에 사용된 바지락 시료는 여수 수산시장에서 구입하였고, 가수분해물을 제조하기 위해 -20℃에 저장하여 사용하였다. 잘게 분쇄한 동결건조 된 바지락은 0.1M 완충액 (buffer, pH 2.0~8.0)을 바지락 : 완충액 = 1 : 50(w/w)의 비율로 용해한 후, 30분간 150rpm에서 교반하면서 30~60℃로 예열한 다음, 단백질 가수분해 효소 : 바지락 = 1 : 50 (w/w)의 비율로 단백질 가수분해 효소, 플라보자임(Flavourzyme), 뉴트라제(Neutrase), 파파인(Papain), 펩신(pepsin), 트립신(Trypsin), 알파-키모트립신(α-Chymotrypsin), 알칼라제(Alcalase) 및 프로타맥스(Protamex)를 첨가하여 8시간 동안 180rpm에서 교반하여 30~60℃에서 가수분해한 후, 100℃에서 10분간 가열하여 가수분해 반응을 종료시켰다.
반응이 종료된 액은 와트만 필터 41번(Whatman filter No. 41)을 사용하여 필터한 후 감압증발기로 농축시킨 후, -80℃로 동결건조하여 바지락 단백질 가수분해물을 제조하였다. 이때 사용된 효소의 조성 및 반응 조건은 하기 표 1에 나타내었다.
단, 상기에서 PB는 인산염 완충액(Phosphate Buffer), GHB는 글리신-염산 완충액(Glycine-HCl Buffer)을 의미한다.
실험예
1. 바지락 단백질
가수분해물의
항산화 활성 측정
자유 라디칼 (Free radical)은 스핀의 방향이 반대인 2개의 전자쌍을 만들어 안정된 상태로 존재하는 보통의 분자와는 다르게 짝을 짓지 않은 활성 전자를 가지고 있기 때문에 일반적으로 불안정하고, 매우 큰 반응성을 가지고 있으며 인체에서 방어의 역할을 하지만, 과잉 생성 시 우리 몸의 산화를 촉진시켜 노화 및 각종 질환을 유발하는 것으로 알려져 있다. 바지락 유래 단백질 가수분해물의 항산화 효과는 전자스핀공명기기(ESR spectrometer, JEX-PX 2000-300 모델, JEOL, 일본)를 이용하여 하이드록실 라디칼 (Hydroxyl radical) 소거능을 측정하였다.
하이드록실 라디칼 소거능은 철(Fe) 이온과 과산화수소 (H2O2)가 반응하는 펜톤(Fenton) 반응에 의거해 하이드록실 라디칼을 생성시켜 DMPO(5,5-디메틸-1-피롤린 N-옥사이드)-OH의 양을 측정하여 하이드록실 라디칼 소거율을 측정하였다.
즉, 8종의 효소를 사용한 바지락 가수분해물(1, Flavourzyme; 2, Neutrase; 3, Protamex; 4, Alcalase; 5, Papain; 6, Trypsin; 7, α-chymotrypsin; 8, Pepsin)들에 0.3 M의 DMPO 0.2 ㎖, 10 mM의 FeSO4 0.2 ㎖ 및 10 mM의 H2O2 0.2 ㎖를 차례로 첨가한 후, 10초간 강하게 vortex한 다음, 2분 30초간 반응시킨 후, 반응 혼합물을 캐피러리 튜브로 옮겨 ESR 스펙트로미터에서 하이드록실 라디칼 발생량을 측정하였다[ESR 측정 조건 - central field: 3475G, modulation frequency: 100 ㎑, modulation amplitude: 2G, microwave power: 1 ㎽, gain : 6.3×105, 온도: 298K].
결과는 도 2에 나타내었으며, 본 발명의 바지락 단백질 가수분해물 중 알파키모트립신 가수분해물이 하이드록실 라디칼 소거 활성 효능이 가장 높다는 것을 확인 할 수 있었다.
실험예
2. 바지락 단백질 유래 효소
가수분해물로부터
항산화 펩티드 소재 분리 및 정제 I
바지락을 알파-키모트립신으로 가수분해시킨 가수분해물의 항산화 펩티드를 분리 및 정제하기 위하여 멤브레인 사이즈에 따라 단백질을 분리, 정제하는 TFF 시스템을 이용하여 5,000 Da 미만, 5,000 ~ 10,000 Da, 10,000 ~ 30,000 Da, 30,000 Da 이상의 분자량별로 4개의 분획물으로 구분하여 하이드록실 라디칼 소거율을 측정하였다. 그 결과, 4개의 획분 중 10,000 ~ 30,000 Da의 크기에서 가장 높은 활성을 나타냄을 확인 할 수 있었다(도 3참조).
실험 예 3. 바지락 단백질 유래 효소
가수분해물로부터
항산화 펩티드 소재 분리 및 정제
II
본 실험 예는 바지락 알파-키모트립신 가수분해물로부터 항산화 펩타이드를 얻기 위해 분리, 정제하는 두 번째 과정으로, TFF 방법에서 가장 우수한 항산화 활성을 나타낸 분획인 10,000 ~ 30,000 Da의 분획물을 음이온 교환 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 분리, 정제하였다.
오픈 컬럼 크로마토그래피는 액체 흡착제로 도포된 미세한 고체로 충전된 관이나, 흡착성 액체로 된 얇은 막으로 지지된 긴 모세관을 통해 분석할 액체나 기용체를 통과시켜 혼합물의 각 조성성분들이 관 속의 고정상과 상호작용에 의해 통과속도가 달라지는 것을 이용한 혼합물을 분리하기 위한 분석화학 기법의 하나이다. 본 실험에서는 음이온 교환에 적합한 컬럼을 사용하여 오픈 컬럼 크로마토그래피를 실시하였으며, 최종적으로 5개의 분획물을 얻었다(도 4참조). 각 분획물을 동결건조하여 항산화 활성을 측정한 결과 표 2에서 보듯이, A 분획물에서 하이드록실 라디칼 소거 활성이 가장 뛰어났으며 IC50 값은 0.225 mg/ml 이었다.
실험 예 4. 바지락 단백질 유래 효소
가수분해물로부터
항산화 펩티드 소재 분리 및 정제
III
본 실험 예는 바지락 알파-키모트립신 가수분해물로부터 항산화 펩타이드를 얻기 위해 분리, 정제하는 세 번째 과정으로, 오픈 컬럼 크로마토그래피를 사용한 위 실험 예 3에서 가장 우수한 항산화 활성을 나타낸 분획인 분획물 A를 분취용 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리, 정제하였다.
고성능크로마토그래피는 적당한 충전물이 균일하게 담긴 관(분리관) 안에서 기체 시료나 기체화한 액체 또는 고체 시료를 운반기체에 의해 전개시키되 분해하지 않고 기체인 상태로 통과시켜 각 성분을 분리시키는 방법인데, 본 실험에서는 분취용 C18 컬럼을 장착하여 크로마토그래피를 실시하였으며, 최종적으로 4개의 분획물을 얻었다(도 5참조).
각 분획물을 동결건조하여 항산화 활성을 측정한 결과 표 3에 보듯이, A-Ⅲ 분획물에서 하이드록실 라디칼 소거 활성이 가장 뛰어났으며 IC50 값은 0.074 mg/ml 이었다.
실험 예 5: 바지락 단백질 유래 효소
가수분해물로부터
항산화 펩티드 소재 분리 및 정제
IV
본 실험 예는 바지락 알파-키모트립신 가수분해물로부터 항산화 펩타이드를 얻기 위해 분리, 정제하는 네 번째 과정으로, 상기 실험 예 4에서 얻은 분획물 A-Ⅲ을 분석용 C18 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리, 정제하였다.
최종적으로 2개의 분획물을 얻었으며(도 6), 그 결과 표 4에서와 같이 분획물 A-Ⅲ-ii가 하이드록실 라디칼 소거 활성이 가장 뛰어났으며 IC50값은 0.071mg/ml 이었다.
실험 예 6: 바지락 단백질 유래 효소
가수분해물로부터
항산화 펩티드 소재 분리 및 정제 V
본 실험 예는 바지락 알파-키모트립신 가수분해물로부터 항산화 펩타이드를 얻기 위해 분리, 정제하는 다섯번째 과정으로, 상기 실험 예 5에서 얻은 분획물 A-Ⅲ-ⅱ을 다시 한번 분석용 C18 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 분리, 정제하였다.
최종적으로 2개의 분획물을 얻었으며(도 7), 그 결과 표 5에서와 같이 분획물 A-Ⅲ-ii-a가 하이드록실 라디칼 소거 활성이 가장 뛰어났으며 IC50값은 0.068mg/ml 이었다.
실험 예 7: 바지락 단백질 유래 효소
가수분해물로부터
항산화 펩티드 소재 분리 및 정제 Ⅵ
본 실험 예는 바지락 알파-키모트립신 가수분해물로부터 항산화 펩타이드를 얻기 위해 분리, 정제하는 여섯 번째 과정으로, 상기 실험 예 5에서 얻은 분획물 A-Ⅲ-ii-a를 크기별로 분리할 수 있는 GPC 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피를 이용하여 최종적으로 다시 한 번 더 분리, 정제하고, 최종적으로 한 개의 분획물을 얻었으며(도 8), 그 결과 표 6에서 나타난 바와 같이 분획물의 하이드록실 라디칼 소거율을 나타내는 IC50값은 0.062mg/ml 이었다.
실험 예 8: 항산화 활성을 갖는 펩티드 아미노산 배열 확인
본 실험 예는 상기 실험 예 7에서 얻은 항산화 펩티드의 아미노산 배열을 확인하기 위하여, Edman 분해법(Edman, P., Acta Chemica Scandinavica, 283-293, 1950)에 준하여 N-termina로부터 아미노산 배열을 분석하였다.
그 결과, 항산화 펩타이드의 아미노산 배열은 각각 서열번호 1로 기재되는 Ser-Val-Glu-Ile-Gln-Ala-Leu-Cys-Asp-Met으로 확인되었다(표 7참조).
이상, 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 의하여 정의된다고 할 것이다.
<110> Konkuk University Industrial Cooperation Corp.
<120> Antioxidant composition comprising enzymatic hydrolysates of
Ruditapes philippinarum
<130> P10-E426
<160> 1
<170> KopatentIn 1.71
<210> 1
<211> 10
<212> PRT
<213> Tapes philippinarum
<400> 1
Ser Val Glu Ile Gln Ala Leu Cys Asp Met
1 5 10
Claims (10)
- 바지락 단백질 가수분해물로부터 분리된 펩티드를 유효성분으로 함유하는 항산화제 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 바지락 단백질 가수분해물은
(1) 동결건조된 바지락을 완충액 중에 용해시키는 단계;
(2) 상기 용액에 단백질 가수분해 효소를 첨가하여 가수분해하는 단계;
(3) 상기 가수분해물을 열수 중에서 가열하는 단계;
(4) 상기 가열된 가수분해물을 필터, 농축 및 건조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 항산화제 조성물.
- 제 2항에 있어서,
상기 (1) 단계의 완충액은 인산염 완충액(Phosphate buffer) 또는 글리신-염산 완충액(Glycine-HCl buffer) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 항산화제 조성물.
- 제 2항에 있어서,
상기 (1) 단계의 완충액의 pH는 1.0~10.0인 것을 특징으로 하는 항산화제 조성물.
- 제 2항에 있어서,
상기 단백질 가수분해 효소는 플라보자임(Flavourzyme), 뉴트라제(Neutrase), 파파인(Papain), 펩신(pepsin), 트립신(Trypsin), 알파-키모트립신(α-Chymotrypsin), 알칼라제(Alcalase) 및 프로타맥스(Protamex)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 항산화제 조성물.
- 제 2항에 있어서,
상기 (2) 단계의 단백질 가수분해는 반응온도 25 ~ 70℃에서 반응시간 6~10시간으로 효소처리하는 것을 특징으로 하는 항산화제 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 펩티드는
(1) 바지락 단백질 가수분해물을 TFF(Tangetial Flow Filtration) 시스템에 의해 분자량별로 분리한 후 각 획분의 생리 활성을 측정하는 단계;
(2) 상기 분리된 획분 중 생리활성이 가장 뛰어난 획분을 크로마토그래피법으로 분리하는 단계;
(3) 상기 분리된 각 획분의 생리활성을 측정하는 단계; 및
(4) 상기 분리된 획분 중 생리활성이 가장 뛰어난 획분을 정제하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조하며, 상기 (2) 내지 (4) 단계를 반복 실시하여 단일물질로 분리 정제하는 것을 특징으로 하는 항산화제 조성물.
- 제 7항에 있어서,
상기 (2) 단계는 음이온 결합 컬럼이 사용된 오픈 컬럼 크로마토그래피, 분취용 C18 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피, 2번의 분석용 C18 컬럼이 장착된 고성능크로마토그래피 및 크기별로 분리할 수 있는 GPC 컬럼이 장착된 고성능 크로마토그래피를 이용하여 정제과정을 실시하는 것을 특징으로 하는 항산화제 조성물.
- 제 1항 내지 제 8항의 어느 한 항의 조성물을 유효성분으로 함유하는 항산화제.
- 제 1항 내지 제 8항의 어느 한 항의 조성물을 유효성분으로 함유하는 건강기능식품.
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| KR (1) | KR20120049045A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103110098A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-05-22 | 大连海洋大学 | 一种具有降血糖作用的杂色蛤保健品有效成分的制备方法 |
| CN108208602A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-06-29 | 兰溪市哥特生物技术有限公司 | 含有从毛蚶中提取的活性多肽的保健品制备方法 |
-
2010
- 2010-11-08 KR KR1020100110609A patent/KR20120049045A/ko not_active Application Discontinuation
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