항균활성을 갖는 천연물 개발과 화장품 응용에 관한 연구

이지영 ( Ji Young Lee ),이정노 ( Jung No Lee ),이강태 ( Ghang Tai Lee ),이건국 ( Kun Kook Lee ) 대한화장품학회 2012 대한화장품학회지 Vol.38 No.2

본 연구는 항균 활성을 지니는 식물추출물을 찾고 화장품에서 방부제로서 적용하기 위해 진행되었다. 디스크 확산법(disk diffusion method)을 통해 3가지 식물 추출물, 함박꽃나무(천녀목란, Magnolia sieboldii), 오배자(Rhus chinensis), 메타세콰이어(Metasequioa glyptostroboides)가 항균활성을 지니고 있음을 확인하였다. 세 물질의 최소저해농도(MIC)를 측정한 결과 메타세콰이어는 0.3 ∼ 0.35 %, 함박꽃나무는 0.35 ∼ 0.4 % 농도에서 곰팡이의 생장을 억제하고 오배자는 0.45 ∼ 0.5 % 농도에서 세균의 생장을 억제함을 확인하였다. 또한 추출물 내의 항균 활성을 지니는 성분을 분리하여 분석한 결과 메타세콰이어에서 분리한 caryophyllene oxide와 caryophyllene, 함박꽃나무에서 분리한 costunolide와 dehydrocostus lactone, 오배자에서 분리한 ethyl gallate, ethyl-3-gallate 등이 항균활성을 지닌 물질임을 확인하였다. O/W 에멀션 제형에서 식물 추출물을 넣고 방부력을 확인한 결과 혼합사용 시 세균과 곰팡이 모두에 대한 방부효과가 있음을 확인하였다. 따라서 함박꽃나무, 오배자, 메타세콰이어 추출물의 혼합물은 기존의 화학 방부제를 대체할 천연 방부제로서 화장품에서 응용할 수 있을 것으로 기대된다. This study is focused on finding new natural materials that have antimicrobial activity. We found that 3 plants extracts, Magnolia sieboldii K. Koch (M. sieboldii K. Koch), Rhus chinensis (R. chinensis) and Metasequioa glyptostroboides (M. glyptostroboides), have antimicrobial activities by disk diffusion method. We determined the Minimum Inhibitory Concentation (MIC) of each and found that 0.3 ∼ 0.35 % of M. glyptostroboides essential oil and 0.35 ∼ 0.4 % of M. sieboldii K. Koch extracts inhibited fungal growth and 0.45 ∼ 0.5 % of R. chinensis extracts inhibited bacterial growth. We isolated compounds from extracts and verified what have antimicrobial activity. As a result we found that caryophyllene oxide and caryophyllene isolated from M. glyptostroboides, costunolide and dehydrocostus lactone from M. sieboldii K. Koch and ethyl gallate, ethyl-3-gallate from R. chinensis have antimicrobial activities. In accordance with antimicrobial activity, O/W cosmetic emulsion containing mixture of 3 plants extracts showed preservative efficacy against both bacteria and fungi. Based on the above data we suggest that extracts from M. siebodii K. Koch, R. chinensis, and M. glyptostroboides, replace chemical synthetic preservatives and be applied as a natural preservative.

Arginine - 반응 시약에 의한 시금치 glycolate oxidase의 비활성화

이건국,최정도 ( Kun Kook Lee,Jung Do Choi ) 생화학분자생물학회 1986 BMB Reports Vol.19 No.1

Glycolate oxidase from spinach is inactivated by arginine-specific reagents, phenylglyoxal and 2,3-butanedione. Inactivation of both apo- and holoenzyme by phenylglyoxal follows pseudo-first-order kinetics and first order with respect to modifier. The substrate-competitive-inhibitors oxalic acid and oxalacetic acid provide protection against inactivation of the holoenzyme but have no significant effect on the inactivation of apoenzyme. The extent of protection is related to the concentration of inhibitor. Binding of coenzyme flavin mononucleotide increase the rate of inactivation 3-fold by probably exposing an arginyl residue essential for substrate binding. The oxidase is also inactivated by 2,3-butanedione, and the rate of inactivation is related to the concentration of borate in solution. Inactivation of the oxidase by butanedione is reversible on removal of excess butanedione and borate. These data provide evidence of essential role of an arginyl residue in the binding of substrate, as a binding site for negatively charged carboxylate group of the substrate.

Inactivation of Spinach Glycolate Oxidase by Arginine-Specific Reagents

이건국,최정도,Lee, Kun-Kook,Choi, Jung-Do 생화학분자생물학회 1986 한국생화학회지 Vol.19 No.1

시금치잎으로 부터 분리한 glycolate oxidase는 arginine과 선택적으로 반응하는 시약, phenylgnyoxal이나 2,3-butanedione에 의해 비활성화 되었다. Phenylglyoxal에 의한 결손효소(apoenzyme)나 전효소(holoenzyme)의 비활성화 반응은 유사일차반응이고, 변형제 농도에 대해서는 일차이다. 기질의 경쟁적 저해제 oxalic acid나 oxalacetic acid는 전효소의 비활성화에 대해서는 효과적으로 방어하지만 결손효소의 비활성화에 대해서는 효과를 나타내지 않았다. 저해제에 의한 방어의 정도는 저해제의 농도와 상관관계가 있었다. 조효소에 FMN의 결합에 의해 효소의 비활성화 속도는 3배 정도 증가하였으며, 이러한 결과는 결손효소가 전효소로 변형될때 기질의 결합에 필요한 arginine이 노출되기 때문인 것으로 추측된다. Glycolate oxidase는 butanedione에 의해 비활성화 되었으며, borate는 비활성화 속도를 촉진시키는 효과를 보여 주었다. Butanedione에 의한 비활성화 반응은 과량의 butanedione과 borate를 제거함으로 효소의 활성이 재생되는 가역적 반응이였다. 이러한 실험결과로부터, arginine은 기질의 결합에 필수적이며, 기질의 음이온 카르복실기의 결합 부위로서 역할을 하는 것으로 생각된다. Glycolate oxidase from spinach is inactivated by arginine-specific reagents, phenylglyoxal and 2,3-butanedione. Inactivation of both apo- and holoenzyme by phenylglyoxal follows pseudo-first-order kinetics and first order with respect to modifier. The substrate-competitive-inhibitors oxalic acid and oxalacetic acid provide protection against inactivation of the holoenzyme but have no significant effect on the inactivation of apoenzyme. The extent of protection is related to the concentration of inhibitor. Binding of coenzyme flavin mononucleotide increase the rate of inactivation 3-fold by probably exposing an arginyl residue essential for substrate binding. The oxidase is also inactivated by 2,3-butanedione, and the rate of inactivation is related to the concentration of borate in solution. Inactivation of the oxidase by butanedione is reversible on removal of excess butanedione and borate. These data provide evidence of essential role of an arginyl residue in the binding of substrate. as a binding site for negatively charged carboxylate group of the substrate.

16비트 마이크로 프로세서 및 PC에 의한 유압서보장치의 실시간 모의시험기 개발

장성욱(Sung Ouk Chang),박건국(Kun Kook Park),이진걸(Jin Kul Lee) 한국정밀공학회 1999 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.1999 No.11월

빈랑으로부터 Elastase 저해물질의 분리 및 특성조사

조중제 ( Joung-jae Cho ),이건국 ( Kun-kook Lee ),조병기 ( Byung-kee Jo ),최정도 ( Jung-do Choi ) 대한화장품학회 2000 대한화장품학회지 Vol.26 No.1

Elastase (EC 3. 4. 4. 7)는 구조 단백질인 fibronectin, collagen 그리고 elastin을 포함한 다양한 단백질들을 분해한다. Elastase는 생체 염증 방어의 중요한 성분이며, α1-proteinase inhibitor (α₁PI)와 같은 생체 내부에 있는 단백질 분해 효소 저해제들에 의해 조절된다. 그러나, 만성 염증의 결과, elastase와 α₁PI 사이의 균형이 elastase 쪽으로 기울어지면 조직 파괴가 일어나게 된다. 본 연구자들은 이미 피부의 진피내에서 백혈구로부터 과다하게 분비되는 elastase를 저해하는 물질을 찾기 위하여, 150 여가지의 한방 식물 추출물에 대해 elastase 저해활성을 스크리닝 (screening) 하여, 빈랑 (Areca catecheu) 추출물이 가장 높은 저해활성을 보여줌을 확인하였다. 본 연구에서는 유효성분을 찾기 위하여 빈랑을 90% 에탄올로 추출한 다음, 다양한 용매를 사용하여 분획하였고, 각 분획에 대해 elastase 저해활성을 측정하였다. 이 중 저해 활성이 뛰어난 분획은 silica gel 컬럼 크로마토그래피, preparative TLC 그리고 역상 HPLC를 실시하였다. 역상 HPLC에서 elastase 저해 활성이 있는 peak은 성분을 확인할 수 있는 여러 가지 정색 반응과 UV, IR 스펙트럼을 통하여 phenol 성 물질임을 확인하였다. 빈랑으로부터 정제한 phenol 성 물질은 돼지 췌장 elastase (Porcine pancreatic elastase ; PPE)와 사람 백혈구 elastase (Human neutrophil elastase ; HNE)에 대한 IC50 값이 각각 26.9 μg/mℓ과 60.8 로서, 기존에 elastase의 저해제로 알려진 oleanolic acid (각각 76.5 μg/mℓ, 219.2 μg/mℓ)와 ursolic acid (각각 31.0 μg/mℓ, 118.6 μg/mℓ에 비하여 더 우수한 저해 활성을 나타내었으며, 모모표와 HNE에 대하여 기질과 경쟁적으로 반응함을 알 수 있었다. 또한 빈랑으로부터 정제한 phenol 성 물질이 염증 과 정 중에 발생하는 free radical을 소거할 수 있는지를 조사한 결과, free radical을 50% 소거시키는 농도값이 6 μg/mℓ 로 표준물질인 비타민 C (19 μg/mℓ)나 butylated hydroxyl toluene (18.5 μg/mℓ)보다 우수한 효과를 나타내었다. 그리고 mast cell내에서 활성화되며 hyaluronic acid를 분해하는 hyaluronidase에 대한 저해를 조사한 결과, IC50 값이 210 μg/mℓ로서 효과적 인 저해 활성을 나타내었다. 따라서, 본 연구에서 빈랑으로부터 분리한 phenol 성 물질은 피부 결합 조직을 구성하는 단백질들을 보호함으로써 피부 노화를 억제하는 효과를 나타낼 것으로 생각된다. We have previously screened 150 medicinal plants on the inhibition of elastase and found a significant inhibitory effects of the extracts of Areca catechu L. on the aging and inflammation against the skin tissues. To isolate and identify the compounds having biological activity, we was further purified by each of the solvent fractions, silica gel column chromatography, preparative TLC and reversed-phase HPLC. Peak in HPLC, which coincided with the inhibitory activity against elastase, was identified as phenolic substance using various colorimetric methods, UV, and IR. IC₅₀ values of phenolic substance purified from Areca catechu were 26.9 μg/mℓ for porcine pancreatic elastase (PPE) and 60.8 μg/mℓ for human neutrophil elastase (HNE). This phenolic substance showed more potent activity than those of reference compounds, oleanolic acid (76.5 μg/mℓ for PPE, 219.2 μg/mℓ for HNE) and ursolic acid (31.0 μg/mℓ for PPE, 118.6 μg/mℓ for HNE). According to the Lineweaver-Burk plots, the inhibition against both PPE and HNE by this phenolic substance was competitive with substrate. Phenolic substance from Areca catechu exhibited high free radical scavenging effect (SC₅₀ - 6 μg/mℓ) and inhibited effectively hyaluronidase activity (IC₅₀ : 210 μg/mℓ). These results suggest that the phenolic substance purified from Areca catechu showed anti-aging effect by protecting connective tissue proteins.

초두구와 빈량 추출물의 자유라디칼 소거 활성 효과와 특성에 관한 연구

강순옥 ( Soon-ok Kang ),이건국 ( Kun-kook Lee ),최정도 ( Jung-do Choi ) 대한화장품학회 2001 대한화장품학회지 Vol.27 No.1

자유라디칼은 반응성이 커서 세포의 구성 물질인 단백질, 지질, 당, DNA등과 반응하여 세포 및 조직을 손상시킴으로서 노화를 가져온다. 이러한 자유라디칼들은 자외선, 일반 대사, 스트레스, 질병, 흡연 등에 의해 생성되고 특히, 활성 산소 종인 hydroxyl radical, superoxide radical, lipid peroxide radical등은 피부 노화를 발생시키는 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 한방 식물로부터 유해한 활성 산소종을 소거하는 활성을 가진 물질을 기 위해 1차 스크리닝 하였고, 이중 육두구, 관중, 초두구, 빈랑, 금은화, 포공영, 우롱차, 황금, 녹차 추출물이 효과가 높게 나타났으며, 그중 초두구와 빈랑 90% 메탄올 추출물에서 가장 우수한 소거 활성을 나타냄으로써 이 추출물에 대하여 자유라디칼 소거 활성에 대하여 여러 가지 생물학적 활성을 조사하였다. 초두구와 빈랑추출물에 대한 hydroxyl radical, superoxide radical, lipid peroxide radical을 소거하는 활성을 핵산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 물층으로 분획하여 조사한 결과 에틸아세테이트층에서 가장 우수한 활성을 보였다. 에틸아세테이트 분획에 대한 lipid peroxide radical 소거에 있어서 빈랑 추출물이 IC50/ 값 50 ㎍/ml, 초두구 추출물은 IC50/ 값 59 ㎍/ml로서 기준물질로 사용되는 vitamic C (120 ㎍/ml)나 butylated hydroxyl toluene (80 ㎍/ml) 보다 더 우수한 소거 효과를 보여주었고, hydroxyl radical을 소거하는 능력은 25 ㎍/ml와 150 ㎍/ml로 hydroxyl radical의 소거 능이 좋은 vitamin C (180 ㎍/ml) 보다 뛰어난 소거 활성을 나타내었다. Superoxide radical을 소거하는 효과는 초두구 추출물의 IC50/ 값 10 ㎍/ml, 빈랑 추출물이 15 ㎍/ml을 나타냈고, 이는 기준 물질인 vitamin C (35 ㎍/ml)보다 좋은 소거 활성을 보여주었으며, gallic acid 9 ㎍/ml과 유사한 효과를 나타내었다. 사람 섬유아세포를 배양하여 hydroxyl radical과 superoxide radical를 발생시킨 후 초두구와 빈랑 추출물의 세포 보호 효과를 실험한 결과 25 ㎍/ml의 농도로 처리하였을 때 각각 85% 이상의 우수한 세포 보호 효과를 나타내었다. 초두구로부터는 자유라디칼 소거 활성이 있는 물질을 분리하기 위하여 분획한 후 가장 높은 소거 활성을 보인 에틸아세테이트 층에 대하여 silica column chromatography, preparative TLC를 수행하였다. 초두구로부터 분리된 물질은 HPLC를 이용한 분리에서 phenol성 물질인 gallic acid와 동일한 retention time을 보여줌으로써 초두구로부터 분리된 물질은 gallic acid와 유사한 phenol성 물질이거나 그의 유도체일 것으로 추측된다. 따라서, 초두구와 빈랑 추출물은 피부 노화의 주요인이 되고 있는 lipid radical, hydroxyl radical, superoxide radical을 소거하는 활성이 뛰어나 자유라디칼에 의하여 발생되는 피부노화를 방지할수 있는 물질로서의 효과가 기대된다.가 기대된다.

노니 추출물의 주름개선 효과연구

이정노 ( Jung Noh Lee ),김상우 ( Sang Woo Kim ),유영경 ( Young Kyoung Yoo ),이강태 ( Ghang Tai Lee ),이건국 ( Kun Kook Lee ) 대한화장품학회 2006 대한화장품학회지 Vol.32 No.4

주름생성의 주요 원인은 자외선, 공기 오염, 담배 연기, 스트레스 등을 들 수 있다. 특히, 자외선은 피부에 다양한 형태로 영향을 주어 깊은 주름, 잔주름, 피부거침, 피부건조와 같은 현상을 발생시켜 피부노화를 유발시킨다. 이러한 주름 생성 해결 및 피부 노화 문제의 해결은 화장품에서 가장 활발하게 연구되는 분야 중 하나이다. 최근에 열대 식물인 노니로부터 추출한 유효성분이 주름 개선에서 가장 중요한 콜라겐 생합성을 촉진하는 효과를 확인하였으며, 특히 노니 추출물로부터 분리한 스코폴레틴(scopoletin)이 이러한 효과를 주는 활성 성분임을 확인하였다. 스코폴레틴은 인체 섬유아 세포를 이용한 콜라겐 합성 촉진 효과 시험에서 농도 의존적으로 콜라겐 합성을 촉진하는 활성을 보였다(0.2 μg/mL-89.5% 콜라겐 생합성 촉진. 또한, 주름 개선 효과를 확인하기 위해 3% (v/v) 노니 추출물을 함유한 크림을 이용하여 12주 동안 임상연구를 수행하여, 안면의 주름 감소 정도를 측정하였으며 이 제품이 주름을 감소시켜주는 뛰어난 효과가 있다는 것을 확인하였다. 이러한 결과들은 노니 추출물이 주름 개선효과가 매우 높으며, 노화 방지 원료로서 이용 가능성이 매우 높다는 것을 보여주는 것이라 할 수 있다. Wrinkle formation is mainly attributed to the environmental factors such as UV rays, air pollution, smoking and stress etc. Especially, UV rays induce premature skin aging which is characterized by deep wrinkle, leathery dryness etc. Recently, researches on the wrinkle formation and its prevention have been the main theme in cosmetics fields. We have studied the various plant extracts having anti-wrinkle effects and finally showed that Noni (Morinda citrifolia) extracts have the efficacy of promoting the type I collagen synthesis in normal human fibroblast, using PICP assay. We purified one active compound from Noni extracts and identified its structure. It was identified as 6,7-Dimethoxy-2H-1-Benzopyran-2-one; scopoletin by ¹H-NMR, ¹³C-NMR, IR, Mass analysis. Scopoletin increased collagen synthesis in a dose dependent manner (89.5% at 0.2 μg/mL). In order to verify the anti-aging effectiveness of the cream containing 3% noni extracsts, we performed the in vivo test with some female volunteers for 12 weeks. It reduced the signs of aging, especially face wrinkles. From these results, we conclude that the noni extracts could be used as an useful anti-wrinkle agent.

천연한방소재인 연교 추출물의 미백 효과에 관한 연구

이정노 ( Jung Noh Lee ),박재희 ( Jea Hee Park ),김상우 ( Sang Woo Kim ),유영경 ( Young Kyoung Yoo ),이강태 ( Ghang Tai Lee ),이건국 ( Kun Kook Lee ) 대한화장품학회 2007 대한화장품학회지 Vol.33 No.2

본 연구는 연교 추출물과 연교 추출물에서 분리한 활성물질의 멜라닌 생성 억제 효과에 관한 것이다. 연교 추출물은 0.1~1.0% (v/v)에서 세포독성이 없는 것을 확인하였으며 이를 바탕으로 멜라닌 생성억제 실험결과 1.0 %에서 63.1±3.1% 저해 효과를 확인하였다. 또한 활성물질을 분리하여 ¹H-NMR, ¹³C-NMR, Mass analysis 등의 기기분석 결과 리그난 계열의 활성물질인 4-[(3,4-Dimethoxyphenyl)methyl)]dihydro-3-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methyl]-2(3H)-furanone (arctigenin)으로 동정되었다. 활성물질에 대한 멜라닌 저해효과를 확인한 결과 농도 의존적으로 3.0 μg/mL에서 52.7±3.1%를 저해하는 것을 확인하였다. 또한 연교 추출물을 3 % 함유한 크림의 미백효과에 대한 임상실험을 진행한 결과 전문의의 육안평가와 기기평가 모두 통계적으로 유의한 결과를 얻을 수 있었다. 결론적으로 연교 추출물은 미백 효능을 갖는 화장품 소재로서의 개발 가능성이 클 것으로 기대된다. The aim of this study was to investigate the inhibitory effects of Forsythia suspensa fruit extracts (FSfE) (0.1~1.0%) and their active component on melanogenesis. FSfE dose-dependently inhibited melanin synthesis (up to 63.1±3.1% at the concentration of 1.0%) without cell cytotoxicity. We purifed one active compound from FSfE and identified its structure. It was identified as 4-[(3,4-Dimethoxyphenyl)methyl)]dihydro-3-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methyl]-2(3H)-furanone (arctigenin) by ¹H-NMR, ¹³C-NMR, and Mass analysis. Arctigenin also inhibited melanin synthesis in a dose dependent manner (up to 52.7±3.1% at the concentration of 3.0 μg/mL). In order to verify the whitening activity of the cream containing 3% FSfE, we performed the clinical test with twenty five female volunteers for 8 weeks. Bioengineering analyses and visual assessment by doctors at the initial time point and 8 weeks after applications showed that cream containing FSfE have significant whiteining effect (paired t-test). From the results, we conclude that the FSfE can be used as a useful whitening agent.

녹차추출물이 인체 피지선세포주에서 지질 생성에 미치는 효과

박시준(Si Jun Park),전병국(Byoung Kook Jeon),김대성(Dae Sung Kim),이강태(Ghang Tai Lee),문연자(Yeun Ja Mun),이건국(Kun Kuk Lee),우원홍(Won Hong Woo) 한의병리학회 2011 동의생리병리학회지 Vol.25 No.4

지실 추출물의 전사인자 SREBP-1 활성에 의한 지질 생성 촉진

김대성(Dae Sung Kim),전병국(Byoung Kook Jeon),문연자(Yeun Ja Mun),이강태(Ghang Tai Lee),이건국(Kun Kuk Lee),우원홍(Won Hong Woo) 대한약학회 2012 약학회지 Vol.56 No.4

This study was to explore the lipogenic effect by ethanol extract of ponciri fructus (EPF) and possible molecular mechanisms in sebocyte. When SZ95 sebocyte cell line were treated with the EPF, lipid droplets were accumulated in the majority of cells. EPF increased expression of sterol regulatory element-binding protein-1 (SREBP-1) and fatty acid synthase (FAS) in the SZ95 cells. EPF augmented expression of PPAR-β and PPAR-γ but not that of PPAR-α. These results suggest that EPF induces lipogenesis in SZ95 cells through SREBP-1, PPAR-β and PPAR-γ activations.