대마 부위별 추출물의 항혈전 활성

강덕경,김영민,손호용,Kang, Deok-Gyeong,Kim, Young-Min,Sohn, Ho-Yong 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.6

COVID-19 (Corona Virus Disease 2019) 감염증에 의한 주요 사망원인은 급성폐렴과 신체 전체에 나타나는 혈전증이며, 증가된 면역반응에 의한 사이토카인 폭풍(cytokine storm)은 고염증 상태와 함께 비정상적인 혈전생성을 더욱 활성화시키는 것으로 알려져 있다. 최근 혈전 생성을 억제하는 low molecular weight heparins의 사용이 사망률을 감소시키며, 대마 추출물이 COVID-19 증상의 완화 및 치료에 효과적임이 보고되었다. 본 연구에서는 대마 성분이 항혈전 활성에 기여하는지를 확인하고자, 대마 잎, 줄기, 뿌리, 미성숙 꽃 및 종실 추출물을 각각 조제하고 이를 대상으로 혈전 생성 억제활성을 평가한 결과, 모든 부위 추출물에서 우수한 항혈전 활성을 확인하였으며, 특히 대마 꽃 추출물에서 강력한 혈액응고인자 저해에 의한 혈전 생성 억제활성을 확인하였다. 그러나 대마꽃 추출물은 적혈구 용혈활성도 강력하여 향후 항혈전 활성물질의 분리가 필요하였다. 본 연구는 대마 부위별 추출물의 항응고 활성에 대한 최초 보고이며, 향후 국내에서 연구 및 사용이 제한된 대마를 이용한 고부가가치 생물소재 개발이 필요함을 제시하고 있다. The high fatality of COVID-19 (Corona Virus Disease 2019) is closely related to acute pneumonia and severe blood clot formation in brain, heart, kidney and lung. The use of low-molecular weight heparins has been shown to reduce the risk of thrombosis and reduce fatality rates among COVID-19 patients. In this study, we investigated the antithrombotic activity of different parts of C. sativa extracts to determine its potential in preventing blood clots in patients with thromboprophylaxis. The extracts of leaf, stem, root, immature flower and seed of C. sativa showed strong inhibitory activities on blood clot formation. In particular, the flower extract showed the strongest inhibitions against blood coagulation factors and thrombin. Strong hemolysis activities were observed in flower extract and seed extract, suggested that removal of the hemolysis active compounds in th extracts is necessary. This is a first report of anti-thrombosis activities of different parts of C. sativa extracts, and our results suggest that C. sativa extract has potential has a valuable bioresource for high-value products.

UV-Vis spectrophotometry법을 이용한 다양한 유지류로부터 헴프씨드 오일의 진위 판별법

이윤진(Yun-Jin Lee),강덕경(Deok-Gyeong Kang),김영민(Young-Min Kim),손호용(Ho-Yong Sohn) 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.5

대마씨의 외종피를 탈각하여 Tetrahydrocanabinol이 제거된 헴프씨드는 건강식품으로 각광받고 있으며, 헴프씨드 오일은 α-linolenic acid 및 γ-linolenic acid 등의 다가 불포화 지방산 및 지용성 비타민 등이 풍부하여, 인지 기능 및 운동기능 개선, 콜레스테롤 감소, 혈관 염증 완화, 혈전 생성 억제, 신경세포 손상 방지 등의 효능이 알려지면서 수요가 급증하고 있다. 현재 헴프씨드 오일은 여타의 식물성 유지(콩기름, 옥수수유, 올리브유, 카놀라유, 아미씨유)보다 45~140배 이상 고가로 판매되고 있다. 본 연구에서는 FTIR, FTIR-Raman, ATR-FTIR-MIR spectroscopy와 같은 고가의 장비와 전문인력에 의한 분석 없이도 헴프씨드 오일의 진위여부를 판별할 수 있는 간편한 UV-Vis spectrophotometry법을 개발하고자 하였으며, 다양한 오일의 245, 305, 및 415 nm 흡광도를 측정하고, 245/415 nm 및 305/415 nm에서의 흡광도의 비를 계산하여 12.9 및 9.6이 나타나는 경우 헴프씨드 오일임을 확인하였다. 콩기름, 옥수수유, 카놀라유 및 아미씨유의 경우에는 각각 35.4~61.8 및 29.7~50.8을 나타내어 헴프씨드 오일과 쉽게 구분 가능하였다. 상기의 방법은 헴프씨드 오일에 여타의 식물성 유지류를 혼합하는 경우에도 혼합 여부 판별에 이용 가능하였다. Hempseed, a dehulled Cannabis fructus, has high nutraceutical potential. It has plenty of essential amino acids, vitamins, and essential polyunsaturated fatty acids, including α- and γ-linolenic acid. Increased exercise capacity, cognitive function, and ameliorative effects against hypercholesterolemia, neuro-inflammation, thrombus formation, and learning and memory impairment were reported in hempseed oil-administered models. Therefore, the market prices of hempseed oil are 45~140-fold higher than the other plant-derived oils, such as soy, corn, olive, canola, or linseed oil. In this study, instead of FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) or FTIR-Raman spectroscopy, a simple UV-Vis spectrophotometry method was developed to authenticate the hempseed oil. Measurements of absorbance at 245, 305, and 415 nm of oils and calculations of 245/415 and 315/415 nm provided that the ratios of 245/415 and 315/415 nm of authentic hempseed oils were 12.9 and 9.6, respectively. The 245/415 and 315/415 nm of soy oil, corn oil, canola oil, and linseed oil were 35.4~61.8 and 29.7~50.8, respectively. This simple UV-Vis spectrophotometry method could also be applied to differentiate hempseed oil from blended oil products in markets.

동애등에의 항혈전 활성

표수진(Su-Jin Pyo),원준(Jun Won),강덕경(Deok-Gyeong Kang),손호용(Ho-Yong Sohn) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.4

최근, 환경오염의 심화, 식량·에너지 부족, 지구온난화 문제에 대한 대안으로 곤충산업이 주목받고 있다. 본 연구에서는 환경정화 곤충 및 사료용 곤충으로 각광받고 있는 동애등에(Black soldier fly, Hermetia illicens)의 고부가가치화를 위해, 생육시기별로 유충(2령~6령), 번데기, 용각 및 성충을 회수하여 이의 에탄올 추출물을 조제하고, 이의 유용성분 함량, 혈액응고저해 및 혈소판 응집저해 활성을 평가하였다. 동애등에 유충은 15일 사육(2령~6령) 동안 25배 무게가 증가하였으며, 흰색-미색-흑갈색으로 변화하였으며, 에탄올 추출수율은 생육시기에 따라 1.0~18.5%로 다양하였다. 추출물의 총 폴리페놀 함량은 용각(17.2 mg/g)에서 가장 높았으며, 번데기, 성충, 2령 순으로 나타났으며, 총 플라보노이드 함량은 번데기(3.4 mg/g), 용각, 6령 순으로 나타났다. 반면 총당 함량은 6령(37.6 mg/g)에서 특이하게 높게 나타났으며, 용각, 번데기, 5령순으로 나타났다. 혈액응고 저해 활성 평가결과, 용각 추출물에서 가장 우수한 트롬빈저해, 내인성 및 외인성 응고 저해를 나타내었으며, 6령 및 번데기 추출물에서도 우수한 항응고 활성을 확인하였다. 혈소판 응집저해 활성 평가에서는 3령, 용각 및 성충 추출물에서 우수한 응집저해능이 나타났으며, 4령 및 5령 추출물은 오히려 혈소판 응집을 촉진함을 확인하였다. 현재까지 동애등에의 항혈전 활성은 보고된 바 없으며, 특히 생육시기별 활성 평가도 보고된 바 없다. 본 연구결과는 동애등애 번데기 및 용각을 이용한 항혈전 소재 개발이 가능함을 제시하고 있다. Insect industry has been focused as production of food, animal feed, pollinator and for environmental remediation. Hermetia illicens, called as black soldier fly (BSF) is famous as nutritive feed. In this study, to evaluate the antithrombotic activities of BSF, the larvae (instar 2~6), pupae, residue after adult emergence [RAAE] and adult of Hermetia illicens [black soldier fly, BSF] were collected and their ethanol extracts were prepared. Growth of BSF larvae was very rapid and the weight of larvae was increased to 25-folds during 10 days cultivation. The ethanol extraction ratios showed from 1.0% (pupae) to 18.5%(adults). The highest total polyphenol, total flavonoid, and total sugar contents were observed in RAEE (17.2 mg/g), pupae (3.4 mg/g), and instar 6 (37.6 mg/g), suggesting that metabolic changes occur during the life cycle of the BSF. Anti-coagulation assay showed that extracts of RAEE, instar 6 and pupa of BSF significantly inhibited thrombin, prothrombin, and blood coagulation factors. Furthermore, the extracts of RAEE, instar 3 and adult of BSF showed a strong platelet aggregation inhibitory activity. Our results suggest that pupae and RAEE of BSF have potential as antithrombotic agents. This is the first study to provide evidence of the antithrombotic activity of the BSF and bioactivity alterations during its life cycle.

도깨비부채의 항균, 항산화 및 항당뇨 활성

표수진(Su-Jin Pyo),이윤진(Yun-Jin Lee),강덕경(Deok-Gyeong Kang),손호준(Ho-Jun Son),박광훈(Gwang Hun Park),박종이(Jong-Yi Park),손호용(Ho-Yong Sohn) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.3

본 연구에서는 도깨비부채(Rodgersia podophylla)의 화장품 산업 적용 가능성을 확인하기 위해, 잎(RP-L), 줄기(RP-B), 뿌리(RP-R)의 에탄올 추출물을 조제하고 이의 항균, 항산화 및 항당뇨 활성을 평가하였다. 추출물의 총 폴리페놀 함량 분석 결과, RP-R 및 RP-L에서 382.5~387.7 mg/g의 높은 함량을 보였으며, RP-B의 경우 84.2 mg/g으로 RP-R에 비해 20% 수준을 나타내었다. 항균활성 평가에서는 RP-L 및 RP-R 추출물에서 매우 강력한 그람양성 세균에 대한 항균 활성을 확인하였으며, 특히 RP-R 추출물의 경우 제어가 어려운 그람음성의 대장균 및 P. vulgaris에 대해서도 우수한 항균활성이 확인되었다. 항산화 활성 평가 결과, 3종 부위별 추출물 모두에서 매우 강력한 DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능, 환원력 및 nitrite 소거능이 확인되었으며, RP-L 및 RP-R 추출물의 DPPH 음이온 및 ABTS 양이온 소거능에 대한 RC50은 각각 23.0~29.7 및 15.0~18.2 μg/ml를 나타내어 vitamin C의 9.8 및 8.0 μg/ml 수준과 비교할 만 하였다. 또한 RP-R 추출물은 0.5 mg/ml 농도에서 α-glucosidase 및 β-amylase 활성을 각각 6.9% 및 48.5% 저해하여 우수한 항당뇨 활성을 나타내었다. 본 연구에서는 도깨비부채 잎 및 뿌리 추출물에서 강력한 항세균, 항산화 및 항당뇨 활성을 신규 확인하여, 향후 도깨비부채가 화장품 및 식의약품 산업에서 새로운 생물자원으로 이용 가능함을 제시하였다. This study aimed to investigate possible applications of Rodgersia podophylla in the food and cosmetic industry. Ethanol extracts of leaves (RP-L), branches (RP-B), and root (RP-R) were prepared, and their antimicrobial, antioxidant, and anti-diabetic activities were evaluated. The polyphenol content in the RP-R, RP-L, and RP-B extracts was 79.6, 30.4, and 16.9 mg/g, respectively. An antimicrobial activity assay showed that the RP-L and RP-R extracts exhibited strong growth inhibition of pathogenic and food spoilage Gram-positive bacteria. Furthermore, the RP-R extract inhibited the growth of the Gramnegative E. coli and P. vulgaris bacteria. All extracts showed strong scavenging activity for DPPH, ABTS, nitrite, and reducing power determined by A 700 nm. In particular, the RC50s of the RP-R extract for the DPPH anion and ABTS cation were 23.0-29.7 and 15.0-18.2 μg/ml, respectively, which are comparable to those of vitamin C (9.8 and 8.0 μg/ml, respectively). An activity assay of α-glucosidase and β-amylase suggested a high potential for the RP-R extract as an anti-diabetic agent. Its inhibition levels of α-glucosidase and β-amylase at 0.5 mg/ml were 6.9 and 48.5%, respectively. This is the first report of the antimicrobial and anti-diabetic activities of R. podophylla. Our results suggest that RP-L and RP-R extracts could be developed as novel cosmeceutical and functional food resources.

Complement component 9 (C9) 유전자의 단일염기다형성과 버크셔 돼지 육질 형질과의 연관성 분석

하정임(Jeongim Ha),황정혜(Jung Hye Hwang),유고은(Go Eun Yu),박다혜(Da Hye Park),강덕경(Deok Gyeong Kang),김태완(Tae Wan Kim),박화춘(Hwa Chun Park),안상미(Sang Mi An),김철욱(Chul Wook Kim) 한국식품과학회 2018 한국식품과학회지 Vol.50 No.5

본 연구는 Berkshire 간 조직을 이용하여 RNA-sequencing 분석을 통해 돼지 육질 연관 단일염기다형성을 발굴하기 위해 수행되었다. 그 결과, C9 유전자의 cDNA 942번 G 서열이 T 서열로 변환되어 라이신(lysin)이 아스파라진(asparagin)으로 변하는 nonsynonymous SNP를 확인하였다. Berkshire 돼지 405두에서 C9 단일염기다형성의 유전자형을 분석한 결과 major allele는 G, minor allele은 T였다. Berkshire 돼지 405두의 육질 형질을 분석하여 C9 단일염기다형성의 유전자형과 육질 형질과의 연관성 분석한 결과 우성 모델의 경우 육색의 명도, 콜라겐, 수분, 도축 후 24시간 뒤 pH (pH<SUB>24 h</SUB>) 육질 형질에서 유의성이 확인되었고, 열성 모델의 콜라겐 함량, 공우성 모델의 육색의 명도(CIE L), 단백질, 콜라겐 함량에서 유의성을 가졌다. 성별에 따른 C9 유전자형과 육질 형질 간의 연관성을 분석한 결과 거세돈에서 도체중, 콜라겐에서 유의성이 있었으며, 암퇘지의 경우 육색의 명도, 단백질, pH<SUB>24 h</SUB> 육질 형질에서 유의성이 있었다. 육질 형질 중 pH<SUB>24 h</SUB> 형질은 육질을 결정하는 중요한 형질로 C9 유전자의 유전자형이 다른 유전자형들에 비해 pH<SUB>24 h</SUB>가 증가되고 육즙 손실이 감소되는 것으로 확인되어 C9 유전자의 TG 유전자를 가진 돼지가 더 좋은 육질을 가지는 것으로 판단된다. 본 결과를 바탕으로 C9 유전자의 단일염기다형성을 육질을 판단하는 생물마커(biomarker)로 의 활용이 기대된다. In this study, to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with meat quality in Berkshire pigs, we performed RNA sequencing. A non-synonymous SNP (nsSNP) in the Complement component 9 (C9) gene was identified, and the association between meat quality traits and the C9 genotype was analyzed. The nsSNP in the C9 gene was located at c.942 G>T. In the dominant model, significant associations were observed between the SNP and meat quality traits such as CIE L, collagen content, moisture level, and pH<SUB>24 h</SUB>, whereas in the co-dominant model, significant associations were observed between the SNP and CIE L, collagen content, and protein content. In the recessive model, a significant association between the C9 genotype and the collagen content was observed. In addition, we identified the significant relationship between the C9 genotype and meat quality according to sex. These results indicate that the C9 SNP can be used as a genetic marker for improving pork quality.