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Hyeyoung Jeon(전혜영),Seulah Lee(이슬아),Seonguk Yang(양성욱),EunJin Bang(방은진),Il Young Ryu(유일영),Yujin Park(박유진),Hee Jin Jung(정희진),Hae Young Chung(정해영),Hyung Ryong Moon(문형룡),Jaewon Lee(이재원) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.8
멜라닌 색소는 포유동물의 피부, 머리카락, 눈, 신경계에 풍부하게 존재한다. 멜라닌은 다양한 환경적 스트레스로부터 피부를 보호하며, 생리학적 산화-환원 완충 작용을 통해 항상성을 유지한다. 그러나, 과도한 멜라닌 축적은 간반, 주근깨, 노인성 흑자, 염증성 색소침착을 일으킬 수 있다. 티로시나아제는 멜라닌의 생합성 경로 조절에 아주 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 티로시나아제의 활성을 저해하는 다양한 미백제가 개발되었지만 알러지, DNA손상, 세포독성, 돌연변이 유발 등을 야기하는 부작용으로 인해 임상적 적용이 제한되었다. 본 논문에서 여러 4-크로마논 유도체를 합성하여 티로시나아제 억제 활성을 조사하였다. 이들 화합물 중 MHY1294는 IC50가 5.1±0.86 μM으로 양성 대조군인 코직산(14.3±1.43 μM) 보다 나은 티로시나아제 효소 억제 활성을 나타냈다. 또한 MHY1294는 티로시나아제의 촉매 부위에서 경쟁적인 억제 작용을 보였으며 코직산보다 더 큰 기질 결합 친화성을 가지는 것으로 확인되었다. 뿐만 아니라, MHY1294는 B16F10 흑색종 세포에서 멜라닌 세포 자극 호르몬(α-MSH)에 의해 유도되는 멜라닌 합성과 세포 내 티로시나아제 활성을 유의적으로 억제하였다. 결론적으로 본 연구는 MHY1294가 과도한 멜라닌 축적에 대한 약물 제제 및 미백제로서의 개발 가능성이 있음을 시사한다. Melanin pigments are abundantly distributed in mammalian skin, hair, eyes, and nervous system. Under normal physiological conditions, melanin protects the skin against various environmental stresses and acts as a physiological redox buffer to maintain homeostasis. However, abnormal melanin accumulation results in various hyperpigmentation conditions, such as chloasma, freckles, senile lentigo, and inflammatory pigmentation. Tyrosinase, a copper-containing enzyme, plays an important role in the regulation of the melanin pigment biosynthetic pathway. Although several whitening agents based on tyrosinase inhibition have been developed, their side effects, such as allergies, DNA damage, mutagenesis, and cytotoxicity of melanocytes, limit their applications. In this study, we synthesized 4-chromanone derivatives (MHY compounds) and investigated their ability to inhibit tyrosinase activity. Of these compounds, (E)-3-(4-hydroxybenzylidene)chroman-4-one (MHY1294) more potently inhibited the enzymatic activity of tyrosinase (IC50 = 5.1±0.86 μM) than kojic acid (14.3±1.43 μM), a representative tyrosinase inhibitor. In addition, MHY1294 showed competitive inhibitory action at the catalytic site of tyrosinase and had greater binding affinity at this site than kojic acid. Furthermore, MHY1294 effectively inhibited α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH)-induced melanin synthesis and intracellular tyrosinase activity in B16F10 melanoma cells. The results of the present study indicate that MHY1294 may be considered as a candidate pharmacological agent and cosmetic whitening ingredient.