KR100582120B1

KR100582120B1 - 폴리감마글루탐산을 유효성분으로 함유하는 히알루로니다제저해제

Info

Publication number: KR100582120B1
Application number: KR1020050099131A
Authority: KR
Inventors: 성문희; 박청; 히로시 우야마; 최재철; 박소림
Original assignee: 주식회사 바이오리더스
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2006-05-22
Also published as: JP2007112785A; CA2627454C; US8916141B2; EP1945179A4; US20080247986A1; CN101304724A; EP1945179A1; WO2007046569A1; CA2627454A1

Abstract

본 발명은 폴리감마글루탐산(poly-gamma-glutamic acid: PGA)을 유효성분으로 함유하는 히알루로니다제(hyaluronidase) 저해제, 폴리감마글루탐산을 유효성분으로 함유하는 피부탄력 유지용 화장료 조성물 및 알러지 개선용 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 폴리감마글루탐산 함유 조성물은 피부 진피에 존재하는 히알루론산(hyaluronic acid)을 분해하는 효소인 히알루로니다제(hyaluronidase)의 활성을 효과적으로 저해하여 피부보습 및 피부탄력유지에 효과적이며, 염증계 세포의 투과성을 항진시킴으로 알러지 증상을 완화시킬 수 있다.

폴리감마글루탐산, 히알루론산, 히알루로니다제, 화장료 조성물

Description

폴리감마글루탐산을 유효성분으로 함유하는 히알루로니다제 저해제{Hyaluronidase Inhibitor Containing Poly-gamma-Glutamic Acid as an Effective Component}

도 1은 폴리감마글루탐산의 히알루로니다제 저해활성을 나타낸 그래프이다.

히알루로니다제(hyaluronidase)는 히알루론산을 가수분해하는 효소의 총칭으로 탄수화물의 글리코시드 결합을 절단하는 탄수화물 분해효소의 하나로서 뮤시나아제 또는 확산인자라고도 한다. 히알루로니다제의 종류로는 엔도헥소사미니다아제형(型), 엔도글루쿠로니다아제형, 엔도헥소사민 개열형(開裂型) 및 엔도글루코사민 개열형이 있으며, 이들 히알루로니다제는 고등동물의 정소(精巢)나 정자, 간장의 리소좀이나, 뱀독, 폐렴균, 연쇄구균 등에 존재한다. 한편, 피부의 결합조직은 콜라겐, 히알루론산 다당체 등으로 구성되어 있다. 히알루로니다제는 이러한 히알루론산을 분해하는 효소로서, 히알루로니다제가 활성화되면, 피부결합조직의 히알루론산이 분해되어 피부의 결합 조직이 느슨하게 되어, 피부탄력의 저하 및 주름을 유발하게 된다.

피부결합조직이 느슨해지는 것을 방지하기 위한 종래기술에는 비타민 A, C 및 E 등을 처리하여 콜라겐 합성을 촉진시키고, 산화를 방지하는 방법이 있으나, 이들 비타민들은 고가이며, 외부환경에서 쉽게 분해되어 장기 보관이 어려운 단점이 있었다. 또한, 콜라겐을 피부에 직접 적용하거나, 복용하는 방법들이 있으나, 그 효능이 의심스러운 실정이다. 또한, 히알루로니다제 저해효과를 가지는 빈랑자, 목단피 등의 식물추출물을 처리하는 방법이 있으나, 이 방법은 식물을 재배하고 재배한 식물로부터 활성성분을 추출해야 하므로, 경제성이 떨어지는 단점이 있다.

한편, 폴리감마글루탐산(PGA)은 D,L-글루탐산이 감마-글루타밀(γ-glutamyl)과 결합된 중합체로서 미생물에 의해 생산되는 점액성 물질이다. 폴리감마글루탐산(PGA)은 볏짚을 이용한 한국의 전통 콩발효식품인 청국장, 일본의 전통 콩발효식품인 낫또, 네팔의 전통 콩발효식품인 키네마 등에서 분리된 바실러스 속 균주로부터 생산된다. 바실러스 속 균주로부터 생산되는 폴리감마글루탐산(PGA)은 식용, 수용성, 음이온성 및 생분해성 고분자물질로 흡습제, 보습제 및 화장품의 원료 물질로 이용이 가능하다. 최근, 폴리감마글루탐산(PGA)을 이용한 난분해성 중합체의 대체 상품 소재, 에스테르화 반응에 의한 내열성 플라스틱의 개발과 수용성 섬유 및 막생산 등에 관한 연구가 선진국을 중심으로 활발히 진행되고 있다.

그밖에, 폴리감마글루탐산(PGA)에 관한 연구로는 폴리감마글루탐산(PGA)의 생산에 미치는 망간 이온의 영향, 초음파 분해에 의한 수용성 중합체로의 이용에 대한 연구 및 에스테르 유도체의 합성에 의한 저 수용성 플라스틱의 개발에 관한 연구(Biosci. Biotechnol. Biochem., 60:1239, 1996) 등이 보고되고 있으며, 폴리감마글루탐산(PGA)의 이용에 관한 선행특허에는 바실러스 서브틸리스에 의한 폴리감마글루탐산(PGA) 생산 및 칼슘 용해제로서의 골다공증 치료효과를 가진 건강식품으로의 활용(일본특허공개 平6-32742호), 수계의 인 함량을 감소시켜 수질오염을 감소시키는 효과(유럽특허 제838160호), 방사선 조사에 의한 고 겔화성, 흡수성을 가진 생분해성 흡착성 수지를 제조하여 기저귀 등의 위생용품, 식품, 원예산업에의 응용 및 활용(일본특허공개 平10-251402호, 일본특허공개 平7-300522호 및 일본특허공개 平6-322358호)등이 있다. 또한, PGA의 용해, 침전 및 건조에 의한 고형화 생분해성 섬유나 필름 및 필름 성형체로서의 이용(일본특허공개 平7-138364호, 일본특허공개 平5-117388호), 약물담체용 폴리머(일본특허공개 平6-92870호, 일본특허공개 平6-256220호) 등에 관한 특허도 있다.

본 발명자들은 고분자량의 폴리감마글루탐산(PGA)을 생산하는 내염성 균주 바실러스 서브틸리스 청국장 균주를 사용하여 폴리감마글루탐산(PGA)을 생산하는 방법에 관한 특허(대한민국 등록특허 제500,796호)를 획득하였으며, 그 외에 폴리감마글루탐산(PGA)을 함유하는 항암조성물, 면역보강제 및 면역증강제에 대한 특허 (대한민국 등록특허 제496,606호, 대한민국 등록특허 제517,114호, 대한민국 등록특허 제475,406호)를 획득한 바 있다. 이외의 폴리감마글루탐산에 대한 용도에 대한 연구를 계속하고 있다.

이에, 본 발명자들은 이러한 다양한 용도를 가지는 폴리감마글루탐산(PGA)에 대한 다른 기능을 규명하고자 예의 노력한 결과, 폴리감마글루탐산(PGA)가 피부 결합조직의 구성성분인 히알루론산을 분해하는 히알루로니다아제를 저해한다는 것을 확인함과 아울러, 이에 의해 피부의 탄력을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 흡습성, 보습성 및 피부적합성을 가진다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

결국, 본 발명의 주된 목적은 폴리감마글루탐산(PGA)을 유효성분으로 함유하는 히알루로니다제 저해제를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 폴리감마글루탐산을 유효성분으로 함유하는 피부 탄력유지용 기능성 화장료 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 폴리감마글루탐산을 유효성분으로 함유하는 알러지 개선용 조성물을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리감마글루탐산(PGA)을 유효성분 으로 함유하는 히알루로니다제 저해제를 제공한다.

본 발명의 폴리감마글루탐산(PGA)은 히알루로니다제의 효소를 저해하여 피부 결합조직이 느슨해지는 것을 방지하여 피부의 탄력을 유지하며, 고도의 피부적합성, 보습성 및 흡습성을 유지시킬 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 히알루로니다제 저해 활성을 가지는 폴리감마글루탐산(PGA)을 유효성분으로 함유하는 피부 탄력유지용 기능성 화장료 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 상기 화장료 조성물은 화장수, 유액, 에센스 및 세안제로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 폴리감마글루탐산(PGA)은 피부염증 발생시 활성화되어 피부 조직의 구조를 파괴하며 염증계세포의 투과성을 항진시키는 효소인 히알루로니다제의 활성을 저해함으로서, 알러지 증상을 완화시킬 수 있다.

본 발명은 또한, 히알루로니다제 저해 활성을 가지는 폴리감마글루탐산(PGA)을 유효성분으로 함유하는 알러지 개선용 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 알러지 개선용 조성물은 화장수, 유액, 에센스, 세안제, 헤어샴푸, 바디샴푸 및 입욕제로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에서, 50kDa, 2000kDa 및 4000kDa의 폴리감마글루탐산(PGA)이 각각 모두 높은 히알루로니다제 저해 활성을 나타내었으며, 농도별 저해 패턴 또한 유사하게 나타나, 폴리감마글루탐산은 분자량 50kDa ~ 400kDa 사이에서는 분자량에 관계없이 높은 저해활성을 가지는 것으로 확인되었다. 따라서, 상기 폴리감마글루탐 산(PGA)의 분자량은 1kDa~10,000kDa인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서 폴리감마글루탐산은 화학합성 또는 미생물 발효에 의하여 생산된 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 미생물 발효에 의하여 생산된 것을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 바실러스 서브틸리스 청국장 균의 발효에 의해서 생산된 것을 사용할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1: PGA(poly-gamma-glutamic acid)의 생산

PGA 생산용 기본배지(5%의 L-글루탐산이 첨가된 GS배지: 글루코오스 5%, (NH₄)₂SO₄ 1%, KH₂PO₄ 0.27%, Na₂HPO₄·12H₂O 0.42%, NaCl 0.05%, MgSO₄·7H₂O 0.3%, 비타민 용액 1㎖/ℓ, pH 6.8) 3ℓ에 바실러스 서브틸리스 청국장(Bacillus subtilis var chungkookjang, KCTC 0697BP) 균주의 배양액을 1% 접종한 후, 교반속도 150rpm, 공기주입속도 1vvm으로, 37℃에서 72시간 동안 배양한 다음, 2N 황산용액을 가하여 pH가 3.0이 되도록 조절하여 PGA 함유 시료액을 수득하였다.

상기 PGA 함유 시료액을 4℃에서 10시간 동안 정치시켜 발효액 내의 다당류 를 제거한 다음, 여기에 에탄올을 발효액의 2배 부피가 되도록 가하여 충분히 혼합하였다. 혼합액을 4℃에서 10시간 동안 정치시킨 후, 원심분리하여 PGA 침전물을 수득하였다. 수득된 침전물에 증류수를 가하여 용해시키고, 단백질 분해효소를 100㎍/㎖가 되도록 가하여, 37℃ 항온기에서 6시간 동안 정치 반응시켜 PGA 시료에 존재하는 세포외 단백질을 분해하였다. 이것을 충분한 양의 증류수에서 투석하여 유리된 글루탐산을 제거한 후, 농축하여 순수한 PGA를 수득하였다. 상기 수득한 PGA를 GPC(Gel Permeation Column)를 이용하여 분자량을 측정하고, 분자량 별로 분리하여, 각각 5만, 200만 및 400만 Da의 평균분자량을 가지는 PGA를 수득하고, 상기 분자량별 PGA를 이용하여 히알루로니다아제 저해효과를 확인하였다.

실시예 2: PGA의 히알루로니다아제 저해 활성

실시예 1에서 수득된 50kDa, 2000kDa 및 4000kDa 분자량의 PGA를 각각 1% 농도로 용해시켰다. 400 unit/ml의 히알루로니다아제에 PGA 농도가 각각 0.002%, 0.003%, 0.004%, 0.006% 및 0.008% 농도가 되도록 PGA 용액을 첨가한 후, 37℃에서 20분간 반응시켰다. PGA와 반응시킨 상기 히알루로니다아제 용액에 활성화제로 0.1mg/ml의 컴파운드 48/80과 2.5 mM의 CaCl₂ 및 0.15M의 NaCl을 혼합한 후 37℃에서 20분간 반응시켰다. 이 반응용액에 0.4 mg/ml의 히알루로닉산을 섞은 후 37℃에서 20분간 반응시킨 후 0.4 N의 NaOH를 첨가하여 반응을 중지시켰다. 상기 반응용액에 1% 농도의 p-DABA(p-dimethylaminobenzaldehyde)를 3 ml 첨가한 후 37℃에서 20분간 반응시킨 후 585nm에서 흡광도를 측정하는 Morgan-Elson 법으로 효소활성을 측정하였다. PGA에 의한 히알루로니다아제 활성 저해율은 PGA와 반응시키지 않은 히알루로니다아제 용액의 효소 활성 값에 대한, PGA와 반응시킨 히알루로니다아제 용액의 효소 활성 값에 대한 비율로 계산하였다 (Naoki fujitani, Journal of applied Phycology, 13:489, 2001).

저해율(%)={1-(PGA반응 히알루로니다제 용액의 흡광도 - PGA반응 히알루로니다제 용액의 블랭크 흡광도)/(PGA와 반응시키지 않은 히알루로니다아제 용액의 흡광도-PGA와 반응시키지 않은 히알루로니다아제 용액의 블랭크 흡광도)}× 100

그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이, PGA는 분자량에 관계없이 50~4000kDa의 분자량에서 모두 비슷하게 히알루로니다아제의 활성을 저해하였다. IC₅₀값은 약 0.0025%로 나타났으며, 0.008%의 PGA용액에서 거의 100%의 저해활성을 나타내었다.

이하, 본 발명의 제형예로서 화장수(스킨), 로션(유액), 헤어샴푸를 예시하고 있으나, 본 발명의 화장료 조성물을 포함하는 제형은 이에 한정되는 것은 아니다.

제형예 1: PGA를 함유한 화장수의 제조

95% 에탄올 8g에 폴리피로리돈 0.05g, 올리엘알콜 0.1g, 폴리옥시에틸렌모노올레이트 0.2g, 향료 0.2g, 파라옥시안식향산메틸에스테르 0.1g, 산화방지제 소량을 혼합용해하고, 정제수 85.33g에 50kDa의 PGA 0.4g, 글리세린 5g을 용해한 용액과 혼합교반하여 피부탄력 개선 효과가 있는 화장수를 제조하였다.

제형예 2: PGA를 함유한 로션(유액)의 제조

에틸알콜 1.2g, 스쿠알란 10g, 바세린 2g, 파라옥시안식향산에틸에스테르 0.2g, 글리세린모노에스테아레이드 1g, 폴리옥시에틸렌(20M)모노올레이트 1g 및 향료 0.1g을 70℃에서 가열혼합용해하고, 2000kDa의 PGA 0.4g, 디프롤필렌글리콜 5g, 폴리에틸렌글리콜-1500 2g, 트리에탄올아민 0.2g 정제수 76.2g을 75℃로 가열하여 용해시킨다. 양자를 혼합하여 유화시킨 후 냉각하여 수중유(O/W)형의 피부탄력 개선 효과가 있는 로션을 제조하였다.

제형예 3: PGA를 함유한 샴푸의 제조

소듐라우릴설페이트 15g, 소듐라우레스설페이트 10g, 코카미도프로필베타인 5g, 에틸렌디아민테트라초산디나트륨 0.1g 및 베타인 3g을 혼합하고, 정제수 66.5g에 4000kDa의 PGA 0.4g을 용해시킨 용액을 첨가하여 알러지 개선 효과가 있는 샴푸를 제조하였다.

실시예 3: PGA 함유 화장료 및 알러지 개선용 조성물의 관능검사

(1) 피부탄력 증가

1. 시험방법

o 시험대상: 만 30세~50세의 여성 50명 (대조군 1, 제형예 1 및 제형예 2 사용군 각 25명씩)

o 사용조성물: 제형예 1 및 제형예 2의 화장수 및 로션을 사용하였으며, 대조군으로는 제형예 1 및 제형예 2의 조성에서 PGA를 첨가하지 않은 화장수 및 로션을 사용하였다.

o 시험기간: 2개월(2005년 5월~ 2005년 6월)

o 결과: PGA 함유 화장료를 사용한 25명 중 22명의 시험자가 피부상태가 개선되었다고 대답하였음.

PGA 함유 화장료 조성물의 기능성 측정 결과

	대조군	제형예 1 및 제형예 2
피부탄력/보습력 증가	4	22
변화없음	21	3

(2) 알러지 개선

1. 시험방법

o 시험대상: 만 13세 미만의 아토피성 피부질환을 앓고 있는 어린이 30명 (대조군 1 및 제형예 3 사용군 각 15명씩)

o 사용조성물: 제형예 3의 샴푸를 사용하였으며, 대조군으로는 제형예 3의 조성에서 PGA를 첨가하지 않은 샴푸를 사용하였다.

o 시험기간: 2개월(2005년 5월~ 2005년 6월)

o 결과: PGA 함유 샴푸를 사용한 15명의 시험자 중 8명이 가려움증 등의 증세가 완화되었다고 대답하였음.

PGA 함유 샴푸의 기능성 측정 결과

	대조군	제형예 3
아토피 증상 완화	0	8
변화없음	15	7

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

본 발명은 폴리감마글루탐산(PGA)을 유효성분으로 함유하는 히알루로니다제 저해제와 폴리감마글루탐산을 유효성분으로 함유하는 피부 탄력유지용 기능성 화장료 조성물 및 알러지 개선용 조성물을 제공하는 효과가 있다. 본 발명에 따른 폴리감마글루탐산 함유 조성물은 피부 진피에 존재하는 히알루론산을 분해하는 효소인 히알루로니다제의 활성을 효과적으로 저해하여 피부보습 및 피부탄력유지에 효과적이며, 염증계 세포의 투과성을 항진시킴으로 알러지 증상을 완화시킬 수 있다.

Claims

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히알루로니다제 저해 활성을 가지는 폴리감마글루탐산(PGA)을 유효성분으로 함유하는 피부 탄력유지용 기능성 화장료 조성물.
제3항에 있어서, 상기 폴리감마글루탐산(PGA)의 분자량은 1kDa~10,000kDa인 것을 특징으로 하는 조성물.
제3항에 있어서, 화장료 조성물은 화장수, 유액, 에센스 및 세안제로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기능성 화장료 조성물.
히알루로니다제 저해 활성을 가지는 폴리감마글루탐산(PGA)을 유효성분으로 함유하는 알러지 개선용 조성물.
제6항에 있어서, 상기 폴리감마글루탐산(PGA)의 분자량은 1kDa~10,000kDa인 것을 특징으로 하는 조성물.
제6항에 있어서, 알러지 개선용 조성물은 화장수, 유액, 에센스, 세안제, 헤어샴푸, 바디샴푸 및 입욕제로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조성물.