KR100866974B1 - 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 항암용식품조성물 - Google Patents
유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 항암용식품조성물Info
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Abstract
본 발명은 여러 가수분해효소들 중 알칼라제를 가수분해효소로 사용함으로써 유방암 또는 폐암에 특이적이고 현저한 항암효과를 가지는 유청 단백질 가수분해물을 제공할 수 있음을 확인하고 상기 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 항암용 식품조성물을 제공할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.
유청, 유청 단백질, 유청 단백질 가수분해물, 항암, 알칼라제, 가수분해효소
Description
도 1은 가수분해효소의 종류를 달리하여 제조한 여러 유청 단백질 가수분해물의 종양세포 성장억제 효과를 조사한 결과를 나타내는 그래프이다. 사용 농도는 5mg/ml이다.
도 2는 알칼라제를 가수분해효소로 사용하고 가수분해시간을 달리했을 때 유청 단백질 가수분해물의 종양세포주에 대한 생육억제 효과를 나타내는 그래프이다. 사용 농도는 5mg/ml이다.
도 3은 알칼라제를 이용한 유청 단백질 가수분해물의 농도를 달리했을 때 유방암 세포주, 폐암 세포주 및 정상세포주의 생육억제 효과를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 항암용 식품조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알칼라제를 가수분해효소로 사용하여 유청 단백질을 가수분해함으로써 얻은 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 함유하는 유방암 또는 폐암 예방용 식품조성물에 관한 것이다.
유청은 치즈를 제조하거나 식품에 이용되는 카제인(casein)을 생산하기 위해 우유를 응유효소로 응고시킨 후 형성된 커드를 분리해 낼 때 얻어지는 액상부분을 말한다. 유청은 높은 영양적인 가치와 여러 가지 생리활성을 가지는 단백질이 포함되어 있다. 유청 단백질은 β-락토글로불린(β-lactoglobulin), α-락토알부민(α-lactoalbumin)과 미량의 BSA, 이뮤노글로불린(immunoglobulins), 포스포리포프로테인(phospholipoproteins), 락토페린(lactoferrin), 효소(enzyme) 등 다양한 생리활성 단백질 인자로 구성되어 있다(Elena Pe
as et al., 2006, International Dairy Journal. 16: 969-975; Rhicha Sinha et al., 2007, Food Chemistry. 101: 1484-1491).
유청 단백질을 효소적으로 가수분해하면 작은 분자량으로 가수분해 되거나 소수성 그룹이 깨어지거나 이온화된 그룹들이 늘어가면서 다양한 펩타이드들이 만들어진다(Rhicha Sinha et al., 2007, Food Chemistry . 101: 1484-1491; S. F. Gauthier et al., 2003, J. Dairy Sci . 86: E78-87). 이러한 펩타이드들은 유청 단백질과 가수분해 효소의 종류에 따라서 달라지고 온도, pH, 반응시간에 따라서 다양한 종류의 펩타이드들로 가수 분해된다(Helene J. Giroux et al., 2004, Food Hydrocolloids. 18: 685-692; S.G. Anema et al., 2006, Food Hydrocolloids . 20: 386-393; E. Aida Pena-Ramos et al., 2003, Meat Science . 64: 259-263).
유청 단백질 가수 분해물들은 원래의 유청 단백질에 비해 용해성이 증가하고, 점도가 감소하며, 거품성, 겔 강도, 유화성 등의 중요한 이화학적 특성들이 변 화한다. 따라서 이러한 유청 단백질 가수 분해물들은 식품의 가치를 높이거나 영양적으로 우수한 식품을 만들기 위해 많이 사용되어진다(Rhicha Sinha et al., 2007, Food Chemistry . 101: 1484-1491; I. Sodini et al., 2005, International Dairy Journal. 15: 29-35; D. Spellman et al., 2003, International Dairy Journal . 13: 447-453; Inta Scherze et al., 2001, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 21: 107-117).
또한 유청 단백질이나 유청 단백질 가수분해물들은 항산화효과, 항고혈압 효과, 면역조절기능, ACE-저해효과, 항균효과, 지방산 합성 저해 효과 등 다양한 생리활성을 가진다고 보고된 바 있다(Anne Pihlanto, 2006, International Dairy Journal. 16: 1306-1314; Elizabete Louren
o da Costa al., 2007, International Dairy Journal, 17: 632-640; Sylvie F. Gauthier et al., 2006, International Dairy Journal. 16: 1315-1323; Vanessa Vermeirssen et al., 2004, Biochimie. 86: 231-239; A.C. Seydim et al., 2006, Food Research International. 39: 639-644; Masashi Morifuji et al., 2005, Nutrition. 21: 1052-1058).
이와 같이 유청 단백질이나 유청 단백질 가수 분해물의 다양한 생리활성에 관한 여러 가지 연구 결과들이 보고되고 있으나 항암효과에 대한 연구결과는 아직 이루어지고 있지 않은 실정이다.
이에 본 발명자는 여러 가지 생리활성을 가지는 유청 단백질 가수분해물을 이용하여 다양한 종양세포에 대한 증식억제효과를 조사함으로써 유청 단백질 가수분해물의 항암효과를 확인하고 유청 단백질 가수분해물의 항암 용도를 제공함으로 써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 항암용 식품조성물을 제공함에 있다.
본 발명의 상기 목적은 유청 단백질 가수분해물을 이용하여 다양한 종양세포에 대한 증식억제효과를 조사함으로써 달성하였다.
본 발명은 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 항암용 식품조성물을 제공한다.
더욱 바람직하게는 본 발명은 알칼라제를 가수분해효소로 사용하여 유청 단백질을 가수분해함으로써 얻은 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 함유하는 유방암 또는 폐암 예방용 식품조성물을 제공한다.
본 발명에서 상기 가수분해는 5 내지 6시간 동안 수행하는 것이 항암효과 면에서 바람직하다.
본 발명에서 종양세포주로는 MCF-7(mammary gland adenocarcinoma), A549(lung carcinoma), SK-MES-1(lung carcinoma), AGS(gastric adenocarcinoma), HEC-1B(uterus adenocarcinoma), SW-156(kidney hypernephroma)를 사용하고, 대조군으로 사용한 정상 세포는 MRC-5(lung normal cell)이다. 모든 세포는 한국세포주은행(Korean Cell Line Bank, KCLB)에서 구입하여 사용한다.
본 발명에서 배지는 기브코(Gibco, Life Technologies,INC., Rockville, ML, USA)사에서 구입하고, SK-MES-1은 둘베코스 모디파이드 이글 미디엄(Dulbeccos Modified Eagle Medium, DMEM)을, MCF-7, A549, AGS, HEC-1B, SW-156은 알피엠아이 1640 미디엄(RPMI 1640 Medium)을, MRC-5는 최소영양배지(Minimum Essential Medium, MEM)를 이용하여 배양하며 각 배지에는 1% 페니실린(penicillin)/스트렙토마이신(streptomycin)과 10% 우태아혈청(fetal bovine serum, FBS)을 첨가하여 37℃, 5% CO2 배양기(incubator)에서 배양한다.
유청 단백질과 유청 단백질 가수분해물들의 항종양활성을 알아보기 위하여 사용한 방법은 MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) 어세이(assay)이다(Hye Jin Yi et al., 2003 Food Sci . Biotechnol . 12: 224-227). 더욱 상세하게는 각각의 종양 세포주 2×105 cells/ml를 100㎕씩 96 웰 플레이트에 분주하고 37℃, 5% CO2 배양기에서 24시간 배양한 후, 적절한 농도의 시료를 100㎕로 접종하여 48시간 노출시킨다. 배양이 끝나기 4시간 전에 MTT 용액(0.5㎎/㎖)을 50㎕씩 첨가하여 블루 포마잔(blue formazan) 형성을 유도한다. 생성된 블루 포마잔(blue formazan)을 용해시키기 위해 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO)를 각 웰마다 100㎕씩 첨가하여 플레이트 쉐이커(plate shaker)에서 교반한 후, 멀티 웰 스캐닝 분광광도계(Multi well scanning spectrophotometer)로 570 nm에서 흡광도를 측정한다. 항종양활성은 세포성장 저해율로 평가하였는데 저해율이 50% 이상 일 때만 항종양활성이 있는 것으로 판정한다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1:
유청
단백질
가수분해물
제조
유청 단백질 농축물(Whey protein concentrate, WPC, 40% proteins)은 미국의 힐마 인그레디언트사(HILMAR ingredients)에서 구입하여 사용하였고, 단백질 분해 효소인 뉴트라제(Neutrase), 알카라제(Alcalase), 플라보자임(Flavourzyme), 프로타멕스(Protamex)는 덴마크의 노보 노르디스크(Novo Nordisk)에서 구입하여 사용하였다.
가수분해 조건은 모타(Mota)와 가우티에르(Gauthier) 등의 방법을 응용하였다(M.V.T. Mota et al., 2006, Food Chemistry 94: 278 - 286; S. F. Gauthier et al., 2003, J. Dairy Sci . 86: E78-87). 즉 효소와 기질을 1:25의 비율로 섞어서 반응하였고, 모든 효소에 대해 pH 6.5, 45℃에서 6시간 동안 진탕하면서 반응시켰다. 가수분해 반응이 끝난 후 효소는 90℃에서 10분간 가열하여 불활성화시키고 가수 분해물들을 분무 건조하여 실험에 사용하였다.
실시예
2: 가수분해효소의 종류에 따른
유청
단백질
가수분해물의
종양세포 증식억제효과 조사
유청 단백질 및 여러 가지 단백질 분해 효소를 사용하여 가수 분해한 유청 단백질 가수분해물의 종양세포 증식억제효과는 도 1에서 보는 바와 같았다. 유청 단백질 및 뉴트라제(neutrase), 플라보자임(flavourzyme), 프로타멕스(protamex) 등의 단백질 분해효소로 6시간 가수분해시킨 유청 단백질 가수분해물들은 여러 가지 종양세포에 대하여 30%이하의 생육억제 효과를 나타내었다.
그러나 알칼라제(alcalase)를 이용하여 6시간 가수분해시킨 유청 단백질 가수분해물은 동일 농도에서 다른 종양세포 대해서는 생육억제효과가 그다지 높게 나타나지 않았으나 특이적으로 유방암 세포인 MCF-7와 폐암 세포인 A549, SK-MES-1에 대해 50% 이상의 높은 생육억제효과를 나타내었다.
실시예
3: 가수분해 시간에 따른
유청
단백질
가수분해물의
종양세포 증식억제효과 조사
여러 가지 효소들로 가수분해시킨 유청 단백질 가수분해물 중에 MCF-7, A549, SK-MES-1의 생육억제 효과를 보이는 알칼라제 가수분해물에 대해 효소반응 시간을 다르게 하여 유청 단백질 가수분해물을 얻었다. 알칼라제 가수분해 시간에 따른 유청 단백질 가수분해물의 종양세포주에 대한 생육억제 효과를 측정한 결과 반응시간이 길어짐에 따라 생육억제 효과가 높게 나타났다(도 2). 그러나 6시간 이후는 오히려 생육억제효과가 낮아지거나 비슷한 추세를 보였다.
실시예
4:
가수분해물의
농도에 따른
유청
단백질
가수분해물의
종양세포 증식억제효과 조사
알칼라제에 의해 분해된 유청 단백질 가수분해물을 농도에 따라 종양세포 생육억제효과를 측정하였다. MCF-7과 A549 cell의 경우에는 2mg/ml의 농도에서도 50% 이상의 생육억제효과를 나타내었고 2mg/ml 이상의 농도에서는 비슷한 생육억제 효과를 나타내었다(도 3).
실시예
5:
알칼라제에
의한
유청
단백질
가수분해물의
세포독성 조사
알칼라제에 의해 분해된 유청 단백질 가수분해물이 A549, SK-MES-1 세포와 같은 폐암 세포에 특이적으로 생육억제 효과를 나타내었다. 그래서 대조군으로 폐의 정상 세포인 MRC-5를 이용하여 같은 실험을 한 결과 A549, SK-MES-1의 폐암세포와는 다르게 정상 세포인 MRC-5는 알칼라제에 의해 분해된 유청 단백질 가수분해물의 5mg/ml에서도 40% 정도의 생육억제효과를 나타내어 정상 세포에 대한 세포 독성은 종양세포에 비해 현저하게 낮았다(도 3).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 여러 가수분해효소들 중 알칼라제를 가수분해효소로 사용함으로써 유방암 또는 폐암에 특이적이고 현저한 항암효과를 가지는 유청 단백질 가수분해물을 제공할 수 있음을 확인하고 상기 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 항암용 식품조성물을 제공할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있으므로 식품산업상 획기적이고 유용한 발명인 것이다.
Claims (2)
- 유청 단백질 농축물(WPC)에 알칼라제를 pH 6.5, 45℃에서 5~6시간 반응시켜 얻은 유청 단백질 농축물의 가수분해물을 유효성분으로 함유하는 유방암 또는 폐암 예방용 식품 조성물.
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|---|---|---|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02408A (ja) * | 1986-01-07 | 1990-01-05 | Warner Lambert Co | 可食無溶媒封入組成物 |
| JPH05176713A (ja) * | 1990-09-20 | 1993-07-20 | Morinaga Milk Ind Co Ltd | 脂質代謝改善に有効な機能性食品 |
| US6863918B2 (en) | 1999-12-13 | 2005-03-08 | N.V. Nutricia | Infant formula with improved protein content |
| JP2005139084A (ja) | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Morinaga Milk Ind Co Ltd | システインプロテアーゼ阻害剤 |
| KR20070034212A (ko) * | 2005-09-23 | 2007-03-28 | 윤영호 | 유청단백질 가수분해물을 유효성분으로 함유한 면역강화 또는 항산화용 건강기능식품 |
-
2007
- 2007-03-07 KR KR1020070022265A patent/KR100866974B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Separation of iron-binding protein from whey through enzymatic hydrolysis/(scienceDirect/Sang Bum Kim et al./Available online 6 December 2006) |
| 유청단백질의 효소 가수분해 및 그 분해물의 생리기능성/충남대 대학원 박사학위 논문/2004. 08/강수철 |
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