KR100550364B1 - 카뎁신 케이의 활성을 저해하는 접골목 추출물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 골다공증에 관여하는 효소인 카뎁신 K(Cathepsin K)의 활성을 억제하는 작용을 하는 접골목 추출물 및 그 추출물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접골목에 메탄올을 첨가한 후 40℃에서 24시간 동안 진탕하여 추출한 용액을 원심분리하여 상등액을 취하고, 상기 상등액을 동결건조한 추출물로서 카뎁신 K효소의 활성을 억제하여 골다공증을 예방하고 치료할 수 있는 물질과 이의 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 접골목 추출물은 카뎁신 K 효소 활성을 효과적으로 억제하는 효과가 있으며, 상기 접골목 추출물의 유효성분을 포함하여 약 또는 기능성식품을 만들면 골다공증 예방 및 치료에 효과적으로 이용할 수 있다. 특히, 칼슘제제에 상기 메밀 추출물의 유효성분을 추가하는 경우 골다공증 예방 및 치료를 위한 의약품을 만들 수 있다.
접골목, 카뎁신K, 골다공증
Description
도 1는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 추출 방법에 따른 메밀 추출물의 카뎁신 K 활성을 나타낸 그래프,
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 말오줌나무 잎의 메탄올 추출물의 농도별 카뎁신 K 활성을 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 말오줌나무 줄기의 메탄올 추출물의 농도별 카뎁신 K 활성을 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 딱총나무 잎의 메탄올 추출물의 농도별 카뎁신 K 활성을 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 딱총나무 줄기의 메탄올 추출물의 농도별 카뎁신 K 활성을 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 딱총나무 열매의 메탄올 추출물의 농도별 카뎁신 K 활성을 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 덧나무 잎의 메탄올 추출물의 농도별 카뎁신 K 활성을 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서, 덧나무 줄기의 메탄올 추출물의 농도별 카뎁신 K 활성을 나타낸 그래프.
본 발명은 골다공증에 관여하는 효소인 카뎁신 K(Cathepsin K)의 활성을 억제하는 작용을 하는 메밀 추출물 및 그 추출물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접골목에 메탄올 첨가하여 40℃에서 진탕하여 24시간 동안 추출한 용액을 원심분리하여 상등액을 취하고, 상기 상등액을 동결건조한 추출물로서 카뎁신 K효소의 활성을 억제하여 골다공증을 예방하고 치료할 수 있는 물질과 이의 제조방법에 관한 것이다.
골다공증을 비롯한 골대사 관련 질환은 생활수준의 향상, 노인인구의 증가로 인해 매년 증가될 것으로 예상된다. 영국의 경우 매년 15만명 정도가 골다공증에 의한 골절이 일어나며, 이로인해 매년 7억5천만 파운드가 지출된다고 한다. 미국의 경우 인구의 10%에 해당하는 2천5백만명의 골다공증 환자 중 매년 130만명 이상이 골절로 고생한다고 하며, 이와 관련된 치료비 규모가 200억 달러에 달한다고 한다. 우리나라의 경우 아직 정확한 통계자료가 없으나 골다공증 환자는 약 200만명으로 추정된다.
초기에는 아무런 증세도 없이 진행되는 골다공증은 45세 여성의 50%에서 진행되며, 75세이상 여성의 90%는 심한 골다공증이 있다고 한다.
카뎁신 K는 최근에 발견된 papain계열의 cystein protease로서, 골조직의 재흡수에 관여하는 중요한 단백질이다(Bromme et al., 1995, Bossard et al., 1996). Bone Remodeling에서 재흡수 단계는 뼈의 표면에 부착되어 있는 파골세포에 의해 이루어진다. 파골세포는 낮은 pH를 유지하고 있는 resorption pit에 카뎁신 K와 같은 단백분해효소를 분비한다(D'Alessio et al., 1999). 카뎁신 K는 효과적인 collagenase로서 typeI과 typeII 콜라겐을 절단한다(Bromme et al., 1999). 골다공증은 파골세포에서 뼈의 재흡수 속도가 조골세포에서의 뼈의 생성 속도보다 빠르게 나타나므로 카뎁신 K의 이런 작용은 골다공증을 치료하기 위한 효과적인 drug target으로 생각되고 있다. 그래서 현재 골다공증을 예방, 치료하기 위해서 카뎁신 K에 대한 억제물질을 찾기 위한 연구가 진행되고 있다.
현재까지 알려진 카뎁신 K의 억제물질은 alkoxymethylketone(Marquis, Bioorg. Med. Chem., 1999, 7, 581-588), NO donors(Percival, Biochemistry, 1999, 38, 13574-13583), 카뎁신 K의 propeptide(Billington, Biochem. Biophy. Res. Comm., 2000, 276, 924-929)등이 알려져 있다.
본 발명은 골다공증에 효과를 나타내는 접골목 추출물 및 그 제조방법을 제공하며, 상기 접골목 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 접골목 추출물은, 접골목으로부터 추출되며 카뎁신 K효소의 활성을 저해하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 골다공증 예방 및 치료용 조성물과 기능성 식품은 상기 접골목 추출물을 유효성분으로 포함한다.
한편, 본 발명에 의한 접골목 추출물의 제조방법은, 접골목에 메탄올을 첨가하여 실온에서 24시간 진탕하면서 추출하고, 추출된 용액을 원심분리하여 상등액을 취하고, 상기 상등액을 동결건조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 카텝신 K 억제 효과가 있는 조성물을 제조하는데 이용되는 접골목은 인동과(Caprifoliaceae) 딱총나무속(Sambucus Linne)에 속하는 딱총나무(Sambucus williamsii var. coreana Nakai), 말오줌나무(Sambucus sieboldiana var. pendula(Nakai.)T. Lee), 덧나무(Sambucus sieboldiana Blume), 지렁쿠나무(Sambucus sieboldiana var. miquelii(Nakai.) Hara) 및 넓은잎딱총나무(Sambucus latipinna Nakai.) 등을 말한다.
딱총나무는 고려접골목, 당접골목, 당딱총나무 또는 청딱총나무라고도 하며, 일본, 중국 및 한국의 해발 100-1600m 지역 산기슭 습지 및 계곡에 자생한다. 낙엽관목이며 높이 3m 안팎이고 줄기의 골속이 암갈색이며, 잎은 대생하며 2-3쌍의 소엽으로 구성된 기수1회우상복엽이다. 잎은 긴타원형 또는 타원상 난형이며 양면에 털이 없고 가장자리의 톱니가 뽀족하며 안으로 굽지 않는다. 5월에 꽃이 피고 꽃은 황록색이며 꽃은 짧은 원추화서이고 7월에 열매가 성숙되고 핵과는 둥글며 암홍색으로 익는다(한국의 자원식물, 1996, 서울대학교 출판부).
말오줌나무는 수접골목, 울릉딱총나무, 말오줌대 또는 말오좀대라고도 하며, 한국 울릉도 해발 900m이하 산지 계곡에 자생한다. 낙엽관목이며 높이 2-4m로서 줄기에 코르코가 발달하고 어린가지에 털이 없다. 잎은 대생하고 2-3쌍의 소엽으로 구성된 기수1회우상복엽이다. 잎은 길이 10-15cm, 너비 5-6cm이고 앙면에 털이 없으며 가장자리의 톱니가 안으로 굽는다. 5-6월에 꽃이 피고 꽃은 황백색이며, 열매는 7월에 붉은 색으로 익고 3-4개의 종자가 들어 있다(한국의 자원식물, 1996, 서울대학교 출판부).
덧나무는 광엽접골목, 탐라접골목 또는 무엽무경접골목으로 불리며, 일본 및 한국의 해발 200-1400m 산림에 자생한다. 낙엽관목이며 높이 3m 안팎이고 수피가 불규칙하게 갈라지며 어린가지에 털이 없다. 잎은 대생하고 2-4쌍의 소엽으로 구성된 기수1회우상복엽이다. 입은 길이 7-10cm이고, 양면에 털이 없으며 가장자리의 톱니가 안으로 굽는 것이 많다. 5월에 꽃이 피고 꽃은 연한 황백색이며, 열매는 6월에 붉은 색으로 성숙되고, 종자에 주름이 있다(한국의 자원식물, 1996, 서울대학교 출판부).
위와 같은 접골목은 모두 식용, 관상용, 공업용, 약용에 쓰이고 한방과 민간에서 줄기, 잎, 수피, 근피를 골절, 종독(腫毒), 신경통, 발한, 이뇨, 좌상(挫傷), 폐염, 수종(水腫), 치통, 해열, 신경염 등에 약재로 쓴다.
본 발명자는 식용 식물 추출물 중 카뎁신 K의 활성을 억제하는 추출물에 대해 연구하는 과정에서 접골목의 메탄올 추출물이 카뎁신 K를 강하게 억제하는 것을 발견하였다.
본 발명의 접골목 추출물 제조방법으로는 공지의 방법을 사용하는 것이 가능 하다. 즉, 접골목을 분말로 만든 후 물, 에탄올, 메탄올 등의 극성 용매 및 에테르, 헥산 등의 비극성 용매를 가하여 추출할 수 있지만, 메탄올과 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 추출물은 일반 식품과 건강보조식품에 첨가하여 사용될 수 있으며, 약제학적 분야에서 공지된 방법에 의해 제조하여 약제학적 제제로 제형화하여 이용할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 접골목 추출물 이외에 골다공증을 예방 또는 치료하는데 사용하는 공지물질 또는 새로운 물질을 추가로 포함하여 상승작용을 발휘하도록 할 수도 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예1] 접골목으로부터 메탄올 추출물 제조
한국에서 채집한 딱총나무, 말오줌나무, 덧나무를 잎과 줄기를 분리하여 완전히 건조시킨 후 50g씩 파쇄하여 취하고 메탄올 1000ml를 첨가하고, 40℃에서 24시간 진탕(150rpm)하면서 추출하였다. 추출용액을 원심분리한 후 상등액을 취하고 이를 동결건조하였다.
[실시예2] 접골목으로부터 열수 추출물 제조
한국에서 채집한 딱총나무, 말오줌나무, 덧나무를 잎을 완전히 건조시킨 후 50g씩 파쇄하여 취하고 증류수 1000ml를 첨가하고, 90℃에서 4시간 동안 추출하였다. 추출용액을 원심분리한 후 상등액을 취하고 이를 동결건조하였다.
[실시예3] 접골목 잎의 추출 방법에 따른 카뎁신 K 저해 활성
실시예1과 실시예2에서 얻는 접골목 추출물을 DMSO 용액에 1mg/ml의 농도가 되도록 용해시킨 용액을 시료 용액으로 사용하였다. 50mM MES(2-[N-Morpholino]ethane -sulfonic acid), 2.5mM 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 10%디메틸설포옥사이드(dimethyl sulfoide, DMSO)가 함유된 완충용액에 10μM이 되도록 녹인 후, 96 well plate에 200㎕ 첨가하고, 시료 용액 20㎕와 카뎁신 K 효소액 20㎕를 첨가한 후, 25℃에서 30분간 반응시켰다. Synergy HT(Bio-Tek산, Fluorescence, Absorbance, Luminescence 측정 가능한 기기)를 사용하여 여기(excitation)파장과 방사(emission)파장이 각각 360/40nm, 460/40nm인 조건에서 생성되는 형광을 측정한 결과를 도1과 같이 나타났다. 도1을 참고하면, 열수 추출물의 경우, 딱총나무는 30.1%, 말오줌나무는 28.8%, 덧나무는 78.1% 정도 카뎁신 K가 억제되는 것으로 나타났다. 메탄올 추출물의 경우, 딱총나무는 90.3%, 말오줌나무는 97.5%, 덧나무는 91.5% 정도 카뎁신 K가 억제되는 것으로 나타났다. 즉 접골목의 경우 메탄올 추출물이 열수 추출물 보다 훨씬 카뎁신 K에 대한 억제 효과가 좋은 것으로 나타났다.
[실시예4] 접골목 추출물의 추출부위에 따른 카뎁신 K 저해 활성 측정
실시예1에서 얻은 접골목 잎 추출물의 상등액을 동결건조한 후, 1mg/ml, 0.33mg/ml, 0.11mg/ml, 0.037mg/ml, 0.012mg/ml의 농도가 되도록 DMSO로 녹인 후 시료 용액으로 사용하였다. 카뎁신 K의 억제활성의 측정은 실시예3과 동일하게 실시하였다. 그 결과 카뎁신 K의 저해 활성은 말오줌나무 잎의 경우 도2, 말오줌나무 줄기의 경우 도3, 딱총나무 잎의 경우 도4, 딱총나무 줄기의 경우 도5, 딱총나무 열매의 경우 도6, 덧나무 잎의 경우 도 7, 덧나무 줄기의 경우 도8에 나타내었다. 또한, 각각의 추출물에 의한 억제율이 50%일 때의 농도(IC50)를 표 1에 나타내었다. 그 결과, 말오줌나무 잎 추출물의 경우 IC50 값이 0.029(mg/ml), 딱총나무 열매 추출물의 경우 IC50 값이 0.057(mg/ml), 덧나무 잎 추출물의 경우 IC50 값이 0.071(mg/ml)로 나타났다.
표 1. 접골물 메탄올 추출물의 IC50 값
| IC50(mg/ml) | ||
| 말오줌나무 | 잎 | 0.029 |
| 줄기 | 0.136 | |
| 딱총나무 | 잎 | 0.058 |
| 줄기 | 0.170 | |
| 열매 | 0.057 | |
| 덧나무 | 잎 | 0.071 |
| 줄기 | 0.086 |
이상과 같이 본 발명에 의하면, 접골목은 실험에 사용한 말오줌나무, 딱총나무, 덧나무 모두 카뎁신 K 효소 활성을 효과적으로 억제하는 효과가 있으며, 상기 접골목 추출물의 유효성분을 포함하여 약 또는 기능성식품을 만들면 골다공증 예방 및 치료에 효과적으로 이용할 수 있다. 특히, 칼슘제제에 상기 접골목 추출물의 유효성분을 추가하는 경우 골다공증 예방 및 치료를 위한 의약품을 만들 수 있다.
Claims (6)
- 메탄올을 추출용매로 한 카뎁신 K효소의 활성을 저해하는 골다공증 예방 및 치료용 접골목 추출물.
- 제 1항에 있어서,상기의 접골목은 딱총나무(Sambucus williamsii var. coreana Nakai), 말오줌나무(Sambucus sieboldiana var. pendula(Nakai.)T. Lee), 덧나무(Sambucus sieboldiana Blume) 중 어느 하나 또는 둘이상인 것을 특징으로 하는 카뎁신 K효소의 활성을 저해하는 골다공증 예방 및 치료용 접골목 추출물.
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