KR100497151B1 - 신규한 펩타이드 화합물 및 그 용도 - Google Patents

신규한 펩타이드 화합물 및 그 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한 펩타이드 화합물 및 그 용도에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 펩타이드 화합물은 (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판 {(Lys)n-(D)His-Arg-Trp}으로 지칭된다. 본 발명의 펩타이드 화합물은 α-MSH(α-melanocyte stimulating hormone)의 길항제로서 작용하여 세포내의 멜라닌 생성을 억제하므로, 특히 기미, 주근깨 개선 등의 피부미백 용도로 매우 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

신규한 펩타이드 화합물 및 그 용도{NOVEL PEPTIDE COMPOUND AND USES THEREOF}
본 발명은 신규한 펩타이드 화합물 및 그 용도에 관한 것이다.
희고 고운 피부를 갖고자 하는 것은 모든 사람의 한결같은 소망이다. 사람의 피부색은 피부 내부의 멜라닌(melanin) 농도와 분포에 따라 결정되는데, 유전적인 요인 외에도, 태양 자외선이나 피로, 스트레스 등의 환경적 또는 생리적 조건에 의해서도 영향을 받는다. 멜라닌은 아미노산의 일종인 타이로신(tyrosine)에 타이로시네이즈(tyrosinase)라는 효소가 작용하여 도파(DOPA), 도파퀴논(dopaquinone)으로 바뀐 후 비효소적인 산화반응을 거쳐 만들어진다.
이와 같은 멜라닌의 합성이 피부 내에서 과도하게 일어나면, 피부 톤을 어둡게 하고, 기미, 주근깨 등을 발생시키기기도 한다. 따라서, 피부내의 멜라닌 색소의 합성을 저해시키면, 피부 톤을 밝게 하여 피부 미백을 실현할 수 있을 뿐만 아니라 자외선, 호르몬 및 유전적인 원인에 기인하여 발생하는 기미, 주근깨 등의 피부 과색소 침착증을 개선시킬 수 있다.
따라서, 종래에는 하이드로퀴논(hydroquinone)이나 아스콜빈산(ascorbic acid), 코지산(kojic acid), 글루타티온(glutathione)과 같은 티로시나제에 대해 저해 활성을 갖는 물질을 피부외용 연고나, 에센스 등의 화장료에 배합하므로써 피부 미백을 실현하거나, 기미, 주근깨 등의 피부 과색소 침착증을 개선하였다. 그러나, 이러한 물질들은 피부 자극성이 심하거나 제품 안정성이 좋지 못하는 등의 문제점으로 인하여 사용이 제한되고 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 신규한 펩타이드 화합물과, 상기 화합물의 피부미백과 같은 용도를 제공하는데 있다.
이하, 본 발명에 따른 펩타이드 화합물 및 그 용도에 대하여 상세히 설명한다.
멜라닌은 피부 기저층에 존재하는 멜라노사이트(Melanocyte)라는 특이적인 세포에서 생성되는데, 이 세포의 활성도에 따라 생성되는 멜라닌의 양이 결정된다. 멜라노사이트의 활성에 영향을 미치는 인자들 중 가장 중요하다고 알려진 것은 알파 멜라노사이트 자극 호르몬(α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH)이다. α-MSH는 그 명칭에 나타난 바와 같이 멜라노사이트의 성장과 멜라닌의 생합성 활성에 직접적인 영향을 주는 호르몬으로서 뇌하수체에서 생산되어 혈관을 통하여 피부에 영향을 미친다고 알려져 왔으나, 자외선 등의 자극에 의하여 피부세포(멜라노사이트, 케라티노사이트)에서도 생성되어 피부의 흑화에 중요한 작용을 하는 것으로 밝혀졌다. 또한, α-MSH를 사람에게 다량 혈관투여시 피부색이 검어졌다는 연구 결과가 보고되었으며, 여러 인종의 사람으로부터 분리, 배양된 멜라노사이트 세포에 α-MSH 투여시 세포 증식과 더불어 멜라닌 생성이 증가한다고 보고되었다.
이와 같이, α-MSH는 사람의 평상시 피부색은 물론 자외선 등의 외부자극에 의한 색소침착과정에 있어서도 매우 중요한 역할을 한다. 멜라노사이트에 대한 α-MSH의 작용은 멜라노사이트의 세포막에 존재하는 α-MSH 수용체로 알려진 멜라노코르틴-1 수용체(melanocortin-1 receptor, MC1R)를 통하여 이루어진다. α-MSH가 MC1R에 결합하면, MC1R에 연결된 아데닐레이트 사이클레이즈(adenylate cyclase)라는 효소가 활성화되어 세포내 사이클릭 아데노신 모노포스페이트(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)의 농도가 증가하고, 증가된 cAMP가 신호전달 물질로 작용하여 멜라노사이트의 증식과 멜라닌 합성, 멜라닌의 각화세포(keratinocyte)로의 전달 등과 같은 일련의 과정들이 증가하는 것으로 알려져 있다.
따라서, 본 발명자들은 피부의 색소 침착 과정에서 매우 중요한 역할을 하는 α-MSH의 작용에 초점을 맞추어 α-MSH의 작용을 길항할 수 있는 새로운 물질을 합성한 결과, 본 발명에 따른 하기 일반식 1로 표시되는 펩타이드 유도체인 (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판이 α-MSH에 의하여 촉발되는 멜라노사이트의 증식 및 멜라닌 생성 촉진에 대한 억제 효과가 매우 우수함을 밝혀냈다.
<일반식 1>
상기 일반식 1에서, n은 0 내지 21로부터 선택된 정수이고, R은 OH 또는 NH2임.
이와 같은 본 발명의 펩타이드 화합물은 α-MSH(α-melanocyte stimulating hormone)의 작용을 길항하므로 예를 들어 약학적으로 허용되는 담체, 부형제, 희석제를 선택적으로 첨가하여 α-MSH와 관련된 질환의 치료 및 예방용 약학 조성물에 유용하게 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 스킨, 로션, 크림, 파운데이션, 에센스, 젤, 팩, 폼 클렌징, 비누와 같은 화장료, 피부외용 연고와 같은 약품 등의 피부미백용 조성물에 첨가하면 별다른 부작용 없이 강력한 피부 미백효과를 나타낼 수 있다. 본 발명의 펩타이드 화합물은 라이신, (D)히스티딘, 알지닌 및 트립토판의 원료 아미노산을 이용하여 통상적인 펩타이드 합성기로 용이하게 합성할 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 피부미백용 조성물 제조시에 함유되는 펩타이드 화합물의 함량은 피부미백 효과와 경제성을 고려할 때 조성물 총중량을 기준으로 0.00001 내지 10중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 함량은 0.001 내지 1중량%이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
실시예 1 ~ 12
펩타이드 합성기(PEPTIDE SYNTHESIZER, APPLIED BIOSYSTEMS사의 ABI433A)를 이용하여 하기 실시예 1 내지 12의 펩타이드 화합물을 합성하였다. 여기서, (D)H는 디 히스티딘(D-Histidine), R은 알지닌(Arginine), W는 트립토판(Tryptophan), (K)n은 라이신(Lysine)과 그 개수, NH2는 펩타이드 C-말단기의 amidation 여부를 나타낸다.
실시예 1 : K-(D)H-R-WNH2
실시예 2 : (K)3-(D)H-R-WNH2
실시예 3 : (K)6-(D)H-R-WNH2
실시예 4 : (K)9-(D)H-R-WNH2
실시예 5 : (K)12-(D)H-R-WNH2
실시예 6 : (K)15-(D)H-R-WNH2
실시예 7 : K-(D)H-R-W
실시예 8 : (K)3-(D)H-R-W
실시예 9 : (K)6-(D)H-R-W
실시예 10 : (K)9-(D)H-R-W
실시예 11 : (K)12-(D)H-R-W
실시예 12 : (K)15-(D)H-R-W
실험예 1
상기 실시예 1 ~ 12의 (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 사람의 정상 멜라노사이트 세포로부터 분리, 배양된 배양액에 첨가하여, α-MSH에 의한 멜라노사이트 세포 분열촉진에 대한 저해효과를 실험하였다. 사람의 정상 멜라노사이트를 24well 배양용기에 접종(2x104 cell/well)한 후 3일간 배양한 다음, α-MSH가 없는 배지로 교환하여 2일간 배양하였다. 이어서, α-MSH가 없는 배지(negative control group), 1nM α-MSH 첨가배지(positive control group) 및 1nM α-MSH 첨가배지에 실시예 1 ~ 12의 (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판의 최종농도가 10μM이 되도록 첨가한 배지(test group)를 각각 나누어 2일간 더 배양하였다. 이 때, 세포의 증식을 측정하기 위하여 방사성 동위원소 3H-thymidine을 각 well당 1μCi씩 첨가하였다. 2일 경과 후, 배지를 제거하고 PBS로 씻어 준 다음, 세포에 삽입된 동위원소의 양(CPM)을 방사선 측정기(β-counter)를 이용하여 측정하였으며, 저해율은 다음 식에 따라 계산하여 표 1에 나타냈다.
저해율(%) = (positive control group의 동위원소의 양 - test group의 동위원소의 양)/(positive control group의 동위원소의 양 - negative control group의 동위원소의 양) X 100
MC1R 10μM CPM±Std1 저해율(%)
α-MSH free negative control group 6262±854 100
1nM α-MSH positive control group 11146±364 -
실시예 1 K-(D)H-R-WNH2 8964±253 44.7
실시예 2 (K)3-(D)H-R-WNH2 8263±381 59
실시예 3 (K)6-(D)H-R-WNH2 7514±193 74.4
실시예 4 (K)9-(D)H-R-WNH2 7132±331 82.2
실시예 5 (K)12-(D)H-R-WNH2 7055±292 83.8
실시예 6 (K)15-(D)H-R-WNH2 7099±236 82.7
실시예 7 K-(D)H-R-W 9022±263 43.5
실시예 8 (K)3-(D)H-R-W 8285±389 58.6
실시예 9 (K)6-(D)H-R-W 7533±293 74
실시예 10 (K)9-(D)H-R-W 7232±431 80
실시예 11 (K)12-(D)H-R-W 7100±292 82.8
실시예 12 (K)15-(D)H-R-W 7154±236 81.7
*반복수 = 3
표 1을 참조하면, 실시예 1 ~ 12의 (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판은 10μM 농도에서 약 43% ~ 84%까지 α-MSH에 의한 멜라노사이트의 증식촉진을 저해하였으며 독성은 보이지 않았음을 알 수 있다. 이와 같은 결과로부터, (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판은 α-MSH의 작용을 저해하는 강력한 길항제임을 알 수 있으며, C-말단의 라이신 수가 증가할수록 그 길항작용은 강력해짐을 알 수 있다. 그러나 라이신의 개수가 9 이상에서는 특별한 활성의 증가를 보이지 않았으며, C-말단의 NH2기의 존재 유무도 큰 영향은 없었다.
실험예 2
상기 실시예 1 ~ 12의 (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 사람의 정상 멜라노사이트 세포로부터 분리, 배양된 배양액에 첨가하여, 멜라닌 합성에 대한 저해효과를 실험하였다. 사람의 정상 멜라노사이트를 24well 배양용기에 접종(2x104 cell/well)한 후 3일간 배양한 다음, 실시예 1 ~ 12의 (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판의 최종농도가 1μM이 되도록 첨가하고 2일간 더 배양하였다. 이 때, 멜라닌의 합성 정도를 측정하기 위하여 방사성 동위원소 14C-Tyrosine을 각 well당 0.2μCi씩 첨가하였다. 2일 경과 후, 배지를 제거하고 PBS로 씻어 준 다음, 세포에 삽입된 동위원소의 양(CPM)을 방사선 측정기(β-counter)를 이용하여 측정하였으며, 저해율은 다음 식에 따라 계산하여 표 2에 나타냈다.
저해율(%) = (대조군의 동위원소의 양 - 실험군의 동위원소의 양)/대조군의 동위원소의 양 X 100
MC1R 1μM CPM±Std1 저해율(%)
대조군 무첨가 66034±1972 -
실시예 1 K-(D)H-R-WNH2 52166±3355 21
실시예 2 (K)3-(D)H-R-WNH2 49525±3213 25
실시예 3 (K)6-(D)H-R-WNH2 31035±4961 53
실시예 4 (K)9-(D)H-R-WNH2 30375±4118 54
실시예 5 (K)12-(D)H-R-WNH2 31055±2808 53
실시예 6 (K)15-(D)H-R-WNH2 30400±2696 54
실시예 7 K-(D)H-R-W 51506±4337 22
실시예 8 (K)3-(D)H-R-W 48205±2682 27
실시예 9 (K)6-(D)H-R-W 31055±3560 53
실시예 10 (K)9-(D)H-R-W 30386±2289 54
실시예 11 (K)12-(D)H-R-W 31002±1599 53
실시예 12 (K)15-(D)H-R-W 30555±2331 54
*반복수 = 3
표 2를 참조하면, 실시예 1 ~ 12의 (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판 은 1μM 농도에서 약 21% ~ 54%까지 멜라노사이트의 멜라닌 합성을 저해하였다. 이와 같은 결과로부터, (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판은 α-MSH의 작용을 저해하는 강력한 길항제일 뿐만 아니라, 이로 인하여 강력한 멜라닌 저해효과를 가지고 있음을 알 수 있고, C-말단의 라이신 수가 증가할수록 그 길항작용은 강력해짐을 알 수 있다. 그러나 라이신의 개수가 9 이상에서는 특별한 활성의 증가를 보이지 않았으며, C-말단의 NH2기의 존재 유무도 큰 영향은 없었다.
이하에서는, (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 피부 외용연고제, 크림, 유연화장수, 에센스, 팩 및 영양화장수에 첨가하여 피부미백용 조성물을 제조하고, 피실험자를 대상으로 이들을 처방하여 나타난 색소침착 저해효과를 살펴 본다.
제조예 1
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 유효성분으로 첨가하고, 하기 표 3에 기재된 성분과 함량으로 피부 외용연고제를 제조하였다.
비교예 1
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 첨가하지 않고, 하기 표 3에 기재된 성분과 함량으로 피부 외용연고제를 제조하였다.
조성물 제조예 1 (중량%) 비교예 1 (중량%)
실시예 2의 펩타이드 화합물 0.02 -
디에틸 세바케이트 8 8
경납 5 5
폴리옥시에틸렌올레일에테르 포스페이트 6 6
벤조산 나트륨 적량 적량
바셀린 to 100 to 100
제조예 2
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 유효성분으로 첨가하고, 하기 표 4에 기재된 성분과 함량으로 크림을 제조하였다.
비교예 2
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 첨가하지 않고, 하기 표 4에 기재된 성분과 함량으로 크림을 제조하였다.
조성물 제조예 2 (중량%) 비교예 2 (중량%)
실시예 3의 펩타이드 화합물 0.01 -
스테아린산 1.0 1.0
세탄올 2.0 2.0
피이지-20 소비탄 모노스테아레이트 1.0 1.0
소비탄 모노스테아레이트 1.0 1.0
미네랄 오일 10.0 10.0
트리옥타노에이트 5.0 5.0
트리에탄올아민 0.5 0.5
카보머 0.2 0.2
글리세린 5.0 5.0
프로필렌글리콜 3.0 3.0
방부제 적량 적량
적량 적량
정제수 to 100 to 100
제조예 3
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 유효성분으로 첨가하고, 하기 표 5에 기재된 성분과 함량으로 유연화장수를 제조하였다.
비교예 3
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 첨가하지 않고, 하기 표 5에 기재된 성분과 함량으로 유연화장수를 제조하였다.
조성물 제조예 3 (중량%) 비교예 3 (중량%)
실시예 4의 펩타이드 화합물 0.02 -
에탄올 10.0 10.0
폴리옥시에틸렌피마자유 1.0 1.0
파라옥시안식향산메틸 0.2 0.2
글리세린 5.0 5.0
1,3-부틸렌글리콜 6.0 6.0
적량 적량
색소 적량 적량
정제수 to 100 to 100
제조예 4
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 유효성분으로 첨가하고, 하기 표 6에 기재된 성분과 함량으로 에센스를 제조하였다.
비교예 4
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 첨가하지 않고, 하기 표 6에 기재된 성분과 함량으로 에센스를 제조하였다.
조성물 제조예 4 (중량%) 비교예 4 (중량%)
실시예 5의 펩타이드 화합물 0.05 -
프로필렌글리콜 10.0 10.0
글리세린 10.0 10.0
히아루론산나트륨수용액(1%) 5.0 5.0
에탄올 5.0 5.0
폴리옥시에틸렌경화피마자유 1.0 1.0
파라옥시안식향산메틸 0.1 0.1
카보머 0.3 0.3
트리에탄올아민 0.4 0.4
적량 적량
정제수 to 100 to 100
제조예 5
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 유효성분으로 첨가하고, 하기 표 7에 기재된 성분과 함량으로 팩을 제조하였다.
비교예 5
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 첨가하지 않고, 하기 표 7에 기재된 성분과 함량으로 팩을 제조하였다.
조성물 제조예 5 (중량%) 비교예 5 (중량%)
실시예 9의 펩타이드 화합물 0.01 -
글리세린 5.0 5.0
프로필렌글리콜 4.0 4.0
폴리비닐알코올 15.0 15.0
에탄올 8.0 8.0
폴리옥시에틸렌경화피마자유 1.0 1.0
폴리옥시에틸렌올레일에틸 1.0 1.0
파라옥시안식향산메틸 0.2 0.2
적량 적량
색소 적량 적량
정제수 to 100 to 100
제조예 6
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 유효성분으로 첨가하고, 하기 표 8에 기재된 성분과 함량으로 영양화장수를 제조하였다.
비교예 6
(라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 첨가하지 않고, 하기 표 8에 기재된 성분과 함량으로 영양화장수를 제조하였다.
조성물 제조예 6 (중량%) 비교예 6 (중량%)
실시예 10의 펩타이드 화합물 0.01 -
폴리옥시에틸렌경화피마자유 1.0 1.0
파라옥시안식향산메틸 적량 적량
글리세린 6.0 6.0
1,3-부틸렌글리콜 5.0 5.0
카보머 0.2 0.2
트리에탄올아민 0.3 0.3
프로필렌글리콜 5.0 5.0
에탄올 3.2 3.2
카르복시비닐폴리머 18.0 18.0
색소 적량 적량
적량 적량
정제수 to 100 to 100
실험예 3
전술한 바와 같이 제조한 피부 외용연고제, 크림, 유연화장수, 영양화장수, 팩, 에센스에 의한 색소 침착 저해 효과를 검증하기 위해 사용한 방법은 다음과 같다.
먼저, 건강한 남녀 40명씩을 선정하여 2그룹으로 나눈 다음, 한쪽 팔의 상박부에 직경 1.5cm×1.5cm 크기로 3개씩 2줄로 구멍이 뚫린 알루미늄 호일을 덮고 각 구멍의 위치를 표시하였다. 제1 그룹 피시험자들에게는 호일의 한쪽 줄 구멍 3곳에 제조예 1 내지 3의 시료를 도포하고 다른 한쪽 줄 구멍 3곳에는 비교예 1 내지 3의 시료를 각각 도포하였다. 또한, 제2 그룹 피시험자들에게는 호일의 한쪽 줄 구멍 3곳에 제조예 4 내지 6의 시료를 도포하고 다른 한쪽 줄 구멍 3곳에는 비교예 4 내지 6의 시료를 각각 도포하였다.
2주일이 경과한 후, 팔에서 50㎝ 떨어진 거리에서 일광 조사기(ORIEL solar simulaltor 1000W)를 사용하여 120mJ/㎠의 광량을 조사하였다. 조사 전에 70% 에탄올 수용액으로 조사부위를 잘 세척하였다. 자외선 조사 후 같은 위치에 같은 시료를 1일 2회, 4주간 계속 도포하였다. 4주 경과 후, 대조군(비교예)에 대한 실시예에 따른 시료의 색소침착 억제효과를 뚜렷한 저해효과, 저해효과 있음, 저해효과 없음의 3단계로 육안평가하였고, 아울러 피부 부작용 발생여부를 조사하여 그 결과를 하기 표 9에 나타냈다.
실험물질 뚜렷한저해효과(명) 저해효과있음(명) 저해효과없음(명) 부작용(명)
제조예 1 6 10 4 0
제조예 2 5 11 4 0
제조예 3 9 8 3 0
제조예 4 10 7 3 0
제조예 5 8 8 4 0
제조예 6 5 11 4 0
상기 표 9에 나타난 바와 같이, (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판을 함유하는 제조예 1 내지 6의 피부미백용 조성물은 피시험자 20명중 최소 16명 이상에 대하여 상당한 피부 미백효과를 나타내었으며, 피부내에 어떤 부작용도 나타나지 않았음을 알 수 있었다.
이와 같이, (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판은 신규한 펩타이드 화합물로서 α-MSH에 대한 강력한 길항작용을 나타내므로, α-MSH와 관련된 질환 치료제로 유용하게 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 스킨, 로션, 크림, 파운데이션, 에센스, 젤, 팩, 폼 클렌징, 비누와 같은 화장료, 피부외용 연고와 같은 약품 등의 피부미백용 조성물에 첨가하면 별다른 부작용 없이 강력한 피부 미백효과를 나타낼 수 있다.

Claims (5)

  1. 하기 일반식 1로 표시되는 (라이실)n-(D)히스티딜 알지닐 트립토판 {(Lys)n-(D)His-Arg-Trp} 펩타이드 화합물.
    <일반식 1>
    상기 일반식 1에서, n은 0 내지 21로부터 선택된 정수이고, R은 OH 또는 NH2임.
  2. 삭제
  3. 제1항의 펩타이드 화합물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 피부미백용 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 펩타이드 화합물의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 0.00001 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 피부미백용 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 피부미백용 조성물은 스킨, 로션, 크림, 파운데이션, 에센스, 젤, 팩, 폼 클렌징, 비누 및 피부외용 연고로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 제형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 피부미백용 조성물.
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