Glutathione S-Transferase 유전적 다형성이 항산화 체계에 미치는 영향

전경임,박은주,Jeon, Gyeong-Im,Park, Eun-Ju 한국식품영양과학회 2007 한국식품영양과학회지 Vol.36 No.6

본 연구에서는 104명의 성인남녀를 대상으로 그들의 GSTT1, GSTM1, GSTP1의 유전적 다형성 분포도를 조사한 결과, 전체 대상자들 중 각각 60명(57.4%), 42명(40.6%)가 GSTT1 과 GSTM1의 유전자를 가지고 있었으며, GSTT1과 GSTM1 유전자가 둘 다를 가진 대상자는 27명(25.7%), 둘 중에 하나만 가지고 있는 사람은 47명(45.5%) 그리고 둘 다 없는 사람은 30명으로 28.7%에 해당되었다. GSTP1 유전자의 경우 homozygous(a/a) wild type은 79명(75.5%)으로 대부분의 대상자가 여기에 해당되었으며, heterozygous(a/b) heterozygous type은 22명(21.6%), 그리고 homozygous(b/b) wild type으로 나타난 대상자는 3명(2.9%)이었다. GSTT1 null type은 산화적 스트레스를 더 많이 받고 있는 것으로 알려진흡연자의 비율이 present 군에 비해 낮음에도 불구하고 적혈구 GSH의 농도는 유의적으로 낮고 임파구 DNA 손상정도는 유의적으로 높은 것으로 나타났다. GSTM1 유전자의 경우 적혈구 GSH-Px의 활성만이 GSTM1 null type이 presenttype에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타났으며, 나머지 다른 지표에서는 GSTM1 null type과 present type 간의 유의적인 차이가 없었다. GSTP1 유전자 다형성에 따른 항산화 영양상태의 유의적인 차이는 없었다. 흡연과 GST 유전자 다형성의 상호작용결과, 혈장 ${\alpha}$-carotene 농도, 적혈구 GSH-Px와 GST 활성은 GSTT1 null type의 경우 흡연자에 비해 비흡연자가 유의적으로 높게 나타났으며, GSTT1 present type에서는 흡연자와 비흡연자간의 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. GSTM1 유전자의 경우 GSTM1의 null type에서 흡연자의 경우 비흡연자에 비해 혈장 ${\gamma}$-tocopherol과 ${\beta}$-carotene 수준이 유의적으로 낮았다. GSTT1과 GSTM1 유전자가 둘 다 없는 경우(both null)에는 흡연자의 혈장 lycopene과 적혈구 GST 활성이 비흡연자에 비해 유의적으로 낮았다. GSTP1 유전자의 경우 혈장 ${\alpha}$-carotene과 적혈구 GSH-Px 활성은 a/a type의 흡연자가 비흡연자에 비해 유의적으로 낮았고, 적혈구 catalase의 활성은 a/b type에서 흡연자가 비흡연자에 비해 유의적으로 낮았으며, ${\beta}$-carotene 농도는 두 type 모두에서 유의적으로 흡연자가 낮았다. 이상의 연구 결과 GST 유전적 다형성에따라 산화, 항산화 관련 효소 활성 및 항산화 영양소 수준의상태가 차이가 있음을 알 수 있었으며, 특히 흡연자의 경우 GST 유전자 type에 따라 항산화 영양상태가 더 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 유전적 다형성에따라 항산화 영양소의 권장수준을 책정하는데 기초연구자료로 활용될 수 있을 것이다. 즉, GSTT1 또는 GSTM1 null type의 경우 비흡연자에 비해 흡연자가 항산화 영양소 수준이 더 낮게 나타났으므로 그들의 체내 항산화 영양 상태를 증가시킬 수 있는 여러 방안들, 즉 항산화 비타민의 보충투여 및 야채와 과일의 섭취 권장 등이 고려될 수 있을 것이다. 또한 GST 유전자 다형성에 따라 항산화 영양상태의 차이가 있으므로 항산화 관련 in vitro 실험, 동물 및 인체 실험의 결과 해석 시 나타나는 개인 간의 변이차이는 GST 유전자 다형성으로 일부분 설명될 수 있으리라 기대된다. 향후대상자의 범위를 좀 더 넓혀서 GST 유전자 다형성과 항산화 영양상태의 관계를 규명하고자 하며 더불어 산화물질 해독에 관여하는 다른 유전자(CYP 450, SULT 등)의 역할에 대해서도 계속적인 연구가 필요하다고 사료된다. Glutathione S-transferase genotypes GSTT1, GSTM1 and GSTP1 were characterized in 104 healthy male and female subjects and compared with parameters of oxidative stress at the level of DNA and lipids, with antioxidant enzymes, and with plasma antioxidants in smokers and non.smokers. Of the 104 subjects studied, 57.4% were GSTT1 present and 47.6% were GSTM1 present. The GSTP1 polymorphisms a and b were represented as follows: a/a, 75.5%; a/b, 21.6%; b/b type, 2.9%. The GSTT1 null genotype was associated with decreased glutathione in erythrocytes and elevated lymphocytes DNA damage. GST-Px was higher in GSTT1 null compared with GSTT1 present type. The homozygous GSTP1 genotype was not associated with any antioxidant status or DNA damage. The difference in plasma ${\alpha}$-carotene and erythrocytes GSH-Px and GST activities between smokers and non-smokers was detected in the GSTT1 null genotype. Plasma ${\gamma}$-tocopherol and ${\beta}$-carotene decreased significantly in smokers having GSTM1 null genotype. When GSTT1 and GSTM1 were combined, plasma lycopene and erythrocyte GST were reduced in smokers in both null types of these genes. As for GSTP1 genotype, plasma ${\alpha}$-carotene and erythrocytes GSH-Px decreased significantly in smokers with GSTP1 b/b, while erythrocytes GSH-Px activities decreased in smokers with GSTP1 a/b. The different ${\beta}$-carotene level between smokers and non-smokers was seen with both GSTP1 a/a and a/b genotype. It seems that polymorphisms in the phase II metabolizing enzyme glutathione S-transferase may be important determinants of commonly measured biomarkers.

등나무 꽃 추출물의 항산화 활성

오원경(Won-Gyeong Oh),장인철(In-Cheol Jang),전경임(Gyeong-Im Jeon),박은주(Eunju Park),박해룡(Hae-Ryong Park),이승철(Seung-Cheol Lee) 한국식품영양과학회 2008 한국식품영양과학회지 Vol.37 No.6

등나무 꽃 50 g에 1 L의 네 가지 용매(메탄올, 에탄올, 아세톤, 물)를 각각 가하여 추출한 다음, 농축하여 각각의 용매별 추출물을 얻었다. 이 용매별 추출물을 이용하여 등나무 꽃의 항산화 활성을 조사하였다. 그 결과, 총 페놀 함량에서 보라색은 물 추출물이 491 μM GAE로 가장 높았고, 흰색은 에탄올 추출물이 787 mM GAE로 가장 높았다. 보라색 등나무 꽃의 DPPH 라디칼 소거능은 1,000 ㎍/mL 농도에서 물 추출물이 58.21%로 가장 높은 값을 가지는 것으로 나타났으며, 흰색 꽃도 물 추출물에서 74.52%로 가장 높은 값을 가졌다. ABTS 라디칼 소거능의 경우에도 1,000 ㎍/mL 농도에서 보라색 꽃과 흰 꽃의 물 추출물이 각각 64.50%와 73.07%로 가장 높은 활성을 보였다. 환원력은 보라색 꽃의 에탄올 추출물, 흰 꽃의 메탄올과 물 추출물이 비교적 높게 측정되었다. 한편, 등나무 꽃 추출물의 산화적 스트레스에 의한 DNA 손상억제효과를 평가하기 위해 1, 10, 50 ㎍/mL의 농도로 백혈구에 처리한 후 H2O2(200 ㎛)로 DNA 손상을 유도한 결과, 보라색 꽃의 에탄올 50 ㎍/mL 처리구와 모든 농도의 아세톤 추출물 처리구를 제외하고는 H₂O₂ 처리 양성 대조구에 비해 유의적으로 감소하였다. 흰색 꽃의 경우 모든 추출물에서 40∼80% 정도의 높은 저해율을 보였다. 따라서 등나무 꽃 추출물이 천연 항산화제로서의 잠재적 가능성을 가지고 있음을 알 수 있었다. The antioxidant activities of Wisteria floribunda flowers (WFF) were evaluated. The samples were prepared by extracting separately two different colored flowers (purple and white) with four different solvents (methanol, ethanol, acetone, and water). The antioxidant properties were evaluated by determining total phenolic contents (TPC), radical scavenging activity (RSA), and reducing power (RP). Water extract from purple WFF and ethanol extract of white WFF showed the highest total phenol contents (491 and 787 ㎛ gallic acid equivalents), respectively. Water extracts of purple and white WFF also showed higher RSA. In the case of RP, ethanol extract of purple WFF, methanol and water extracts of white WFF showed relatively higher values. The 200 ㎛ H₂O₂ induced oxidative DNA damage in human leukocytes was significantly inhibited with WFF extracts excluding ethanol and acetone extracts of purple flowers. These results suggest that W. floribunda flowers have significant antioxidative activity and protective effect against oxidative DNA damage.

마늘의 조리방법에 따른 DNA 손상 보호 효과의 비교

김정미(Jung-Mi Kim),전경임(Gyeong Im Jeon),박은주(Eunju Park) 한국식품영양과학회 2010 한국식품영양과학회지 Vol.39 No.6

본 연구에서는 조리법에 따른 마늘의 항 유전 독성 효과를 확인하기 위해 생마늘, 구운 마늘, 초절임 마늘의 에탄올 또는 메탄올 추출물을 백혈구에 처리한 후 comet assay를 수행하였다. 그 결과 조리 방법, 추출 용매에 상관없이 모든 추출물에서 DNA 손상 억제 효과가 것으로 나타났으며 활성 산소인 H₂O₂에 대한 DNA 손상 억제 효과는 생마늘 메탄올 추출물에서, 지질과산화물인 HNE에 대한 DNA 손상 억제효과는 구운 마늘 메탄올 추출물에서 높은 것으로 나타났다. 또한 H₂O₂로 유도한 스트레스에서는 마늘 추출물의 농도를 1, 5, 10, 50 ㎍/mL으로 증가시킬수록 DNA 손상 억제능이 좋은 것으로 나타난 반면 HNE로 스트레스를 유도한 군에서는 저농도인 1 ㎍/mL에서 오히려 높은 효능이 나타났다. 따라서 마늘의 항 유전 독성 효과는 한국인의 일반적인 마늘섭취 형태인 생마늘, 구운 마늘, 초절임 마늘에 상관없이 탁월한 것을 알 수 있었다. 이와 같은 마늘의 항 유전 독성효과는 식재료로써의 마늘의 소비 및 의약품 소재로써의 이용성을 증진시킬 수 있는 자료가 될 것으로 사료된다. DNA damage including base modifications, loss of base and breaks in DNA strands can occur by exposure to irradiation, smoking and several components of food. Unrepaired DNA damage is known to lead to cellular dysfunction, cell death, cancer, and other diseases such as arteriosclerosis and diabetes. The protective effect of garlic on oxidative stress induced DNA damage has been reported recently. In this study, we investigated the protective effect of garlic extracts prepared by different processing methods (raw garlic extracts, RGE; grilled garlic extracts, GGE; pickled garlic extracts, PGE) on leukocytic DNA damage using comet assay. Human leukocytes were incubated with ethanol and methanol extract of garlic at various concentrations (1, 5, 10, 50 ㎍/mL), followed by oxidative stimuli (200 μM H₂O₂ or 200 μM 4-hydroxynonenal (HNE)). The methanol and ethanol extracts of RGE, GGE, and PGE showed inhibitory activities of DNA damage induced by H₂O₂ or HNE. Especially methanol extract of RGE (ED??; 13.3 ㎍/mL) had a higher antigenotoxic effect on H₂O₂ induced DNA damage than those of GGE (23.5 ㎍/mL) or PGE (24.5 ㎍/mL). HNE induced DNA damage tended to be effectively inhibited by the lower concentration of all garlic extracts. Therefore, garlic might have protective effects against oxidative DNA damage regardless of processing methods (raw, grilled, pickled) which are the general consumed forms of garlic in Korea.