KR101330591B1 - 섬기린초 추출물을 유효성분으로 하는 식물병원성 세균에 항균성을 가지는 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬기린초로부터 추출한 식물병원성 세균에 항균활성 기능이 있는 조성물에 관한 것이다. 상기 항균활성 기능이 있는 조성물은 섬기린초를 70~90℃의 온도로 건조시킨 다음 상기 섬기린초의 건조 중량 5~12배 중량의 메탄올로 15~30시간 동안 상온에서 추출한 후 여과지로 거른 여액을 감압농축하여 얻는 섬기린초로부터 추출한 항균활성 조성물에 관한 것이다. 본원발명의 식물병원성 세균은 토마토의 풋마름병을 유발하는 랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum)균인 것을 특징으로 한다. 상기 랄스토니아 솔라나세럼균은 토마토 풋마름병을 유발시키는 식물병원성 세균으로 알려져 있으며, 따라서 본 발명의 섬기린초 추출물은 토마토 풋마름병에 아주 유효한 생물학적 방제 효과를 갖는다. 본 발명의 주된 목적은 토마토 풋마름병과 같은 식물병원성 세균을 친환경적으로 방제하기 위하여 식물 소재로부터 식물 추출물을 추출하기 위한 것이다. 식물로부터 추출한 항균성 유효성분은 생분해성이기 때문에 합성 농약보다 인체에 해가 적으며, 환경오염을 일으키지 않고, 식물 독소로서의 특성이 약하다.

Description

섬기린초 추출물을 유효성분으로 하는 식물병원성 세균에 항균성을 가지는 조성물 {The Sedum extract composition with antimicrobial to plant pathogenic bacteria}
본 발명은 섬기린초로부터 식물병원성 세균에 항균성을 가지는 유효성분을 추출하고, 이 추출물을 이용하여 토마토풋마름병 등에 대한 생물학적 방제효과를 갖게하는 섬기린초 유래 물질의 항균효과에 관한 것이다.
섬기린초는 세덤(Sedum)속의 돌나물과에 속하는 다년생 초본식물이며, 상기 섬기린초로부터 메탄올 등을 이용하여 추출한 유효성분은 랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum)균 및 슈도모나스 시린게 pv. 액티니대(Pseudomonas syringae pv. actinidae) 등에 강한 항균성을 보였다. 상기 랄스토니아 솔라나세럼균은 토마토 풋마름병을 유발시키는 식물병원성 세균으로 알려져 있으며, 따라서 본 발명의 섬기린초 추출물은 토마토 풋마름병에 아주 유효한 생물학적 방제 효과를 갖는다.
청고병이라고도 하는 토마토 풋마름병은 식물병원성 세균 중 랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum)균이 유발시키는 것으로 온도가 높고 포장이 과습한 상태에서 자주 발병하는 고온성균이다. 토마토 재배가 최근 대부분 비닐하우스에서 재배되기 때문에 발병의 빈도가 높으며, 한번 발병이 되면 접촉 전염이 심하므로 병에 걸린 포기는 모두 제거하고 습도와 온도를 낮춰 주어야 하나 방제가 쉽지 않다.
본 발명은 토마토 풋마름병을 유발시키는 랄스토니아 솔라나세럼 균에 항균성을 가지는 조성물을 섬기린초로부터 추출하여 생물학적 방제효과를 하기 위한 것이다.
섬기린초(Sedum takesimense NAKAI.)는 세덤속의 돌나무과에 속하는 다년생 초본식물로서 우리나라에서는 울릉도에서 작은 관목으로 자라는 특산식물이다. 야생에서 자랄 때 높이는 50 cm 정도 되며, 황색의 꽃은 지름 13 mm 정도이고, 20~30개의 꽃이 산방상으로 7월 경에 핀다.
세덤속의 식물은 민간요법에서 암, 염증, 상처 및 저혈압과 같은 병의 치료제로 사용되었으며, 방사선 방호 효과 및 혈관 확장 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
토마토 풋마름병을 일으키는 랄스토니아 솔라나세럼은 호기성의 비포자형성 그람음성균이며, 중요한 토양 전염성 식물병원성 세균이다. 랄스토니아 솔라나세럼균은 토마토, 감자, 고추, 땅콩, 담배 및 바나나 등을 포함하는 200개 이상의 식물에 대해서 광범위한 숙주를 가지는 세균성 시들음병의 원인균이며, 상기 균으로부터 유발되는 토마토의 풋마름병은 전 세계적으로 열대 및 아열대의 더운 지역에서 토마토와 곡물의 생산량을 저하시키는 심각한 식물병이다.
등록특허공보 제10-0571582호(B1) (2006. 4. 10)
토마토 풋마름병을 일으키는 식물병원성 세균은 숙주 식물 없이도 물과 토양에 자유생활(free-living)하는 부생세균으로 이 세균이 감염된 지역에서는 토양과 물에 의해 뿌리와 상처를 통해서 감염된다. 이 세균에 감염되면 잎이 쳐지기 시작해서 몇일 내에 토마토 식물 전체가 시들어서 죽게 된다.
본 발명의 주된 목적은 토마토 풋마름병과 같은 식물병원성 세균을 친환경적으로 방제하기 위하여 식물 소재로부터 식물 추출물을 추출하기 위한 것이다. 식물로부터 추출한 항균성 유효성분은 생분해성이기 때문에 합성 농약보다 인체에 해가 적으며, 환경오염을 일으키지 않고, 식물 독소로서의 특성이 약하다.
본 발명에서는 세덤속의 섬기린초로부터 항균 활성 물질을 분리하고, 토마토 풋마름병을 일으키는 랄스토니아 솔라나세럼 균의 활성을 크게 억제하는 조성물을 만들기 위한 것이다.
본 발명은 섬기린초로부터 항균물질을 분리하고, 식물병원성 균에 대한 항균활성 기능을 가지는 상기 분리된 물질들을 단독 또는 조합하여 토마토 풋마름병의 원인이 되는 랄스토니아 솔라나세럼 균 등을 방제하기 위한 것이다.
상기와 같은 식물병원성 균에 대한 항균활성 조성물을 얻기 위해서 먼저 돌나무과에 속하는 섬기린초 식물을 70~90℃의 오븐에서 1~4일 동안 완전히 건조시킨 다음 상기 건조된 섬기린초 식물 5~12배 중량의 메탄올로 15~30시간 동안 실온에서 추출한다. 상기 메탄올 추출물을 여과지(Watman No.2)로 거른 여액을 감압농축하여 섬기린초로부터 항균 조성물을 얻으며, 이때 수율은 대략 10~20%다.
상기와 같이 제조한 섬기린초 메탄올 추출물로부터 갈릭산과 가수분해성 탄닌(tannin)인 갈릭산 유도체를 포함하여 8개의 항균활성물질이 획득되었다.
상기 항균활성물질은 최소생육저해농도(MIC)법으로 확인한 결과 랄스토이나 솔라나세럼 균에 가장 강한 항균 활성을 나타냈으며, 슈도모나스 시린게 pv. 액티니대(Pseudomonas syringae pv. actinidae)와 잔토모나스(Xanthomonas spp.) 균에도 강한 항균활성을 보였다. 상기 8개의 항균활성물질을 종류별로 조합하여 식물병원성 세균에 대한 항균력을 확인한 결과 항균 효능에 있어서 시너지 효과를 나타냈으며, 길항 효과는 없었다.
상기 섬기린초로부터 추출한 항균물질은 글루코스의 갈로일화(galloylation)의 정도 및 위치에 따라 다른 항균활성을 나타내었다. 섬기린초로부터 메탄올로 추출한 조성물을 토마토 식물체에 처리한 후 풋마름병균을 접종한 결과, 세균성 풋마름병이 완벽하게 방제되었다. 따라서 섬기린초를 이용하여 토마토 풋마름병 등 식물병원성 세균을 효과적으로 방제할 수 있게 되었다.
세덤속의 섬기린초에는 플라보노이드(flavonoids), 페놀성 산(Phenolic acids)으로서 주로 몰식자산(gallic acids), 쿠마린(coumarins), 알칼로이드(alkanoids), 당류(carbohydrates), 다당류(polysaccharides), 탄닌(tannins)과 같은 물질이 함유되어 있다.
섬기린초 메탄올 추출물로부터 8개의 항균활성 물질이 획득되었는데, 그 종류에는 각각 갈릭산(gallic acid, 몰식자산), 메틸갈레이트(methyl gallate), 3,6-디-O-갈로일알부틴(3,6-di-O-galloylarbutin), 2,6-디-O-갈로일알부틴(2,6-di-O-galloylarbutin), 2,4,6-트리-O-갈로일-β-글루코스(2,4,6-tri-O-galloyl-β-glucose), 1,3,4,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,3,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose), 1,2,4,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,2,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose), 1,2,3,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,2,3,6-tetra-O-galloyl-β-glucose)이다.
상기 섬기린초로부터 추출한 활성물질은 Acidovorax avenae subsp. cattleyae, Acidovorax konjaci, Agrobacterium tumefaciens, Burkholderia glumae, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Pectobacterium carotovara subsp. carotorova, Pectobacterium chrysanthemi, Pseudomonas syringae pv. actinidiae, Pseudomonas syringae pv. lachrymans, Ralstonia solanacearum, Xanthomonas euvesicatoria, Xanthomonas pruni 균을 대상으로 항균활성능력을 시험하였으며, 상기 균주는 한국화학연구원에서 분리한 균주로 20% 글리세롤 용액에 현탁하여 -80℃에 보관하면서 항균력을 테스트 하였다. TSB(Tryptic Soy Broth) 배지와 TSA(Trytic Soy Agar) 배지를 이용하여 잔토모나스 균주(Xanthomonas spp.)와 Pseudomonas syringae pv. actinidiae는 25℃에서 20-24시간 동안 배양하였으며, 나머지 균주는 30℃에서 20-24시간 동안 호기적인 조건에서 배양하였다.
본 발명은 세덤속의 섬기린초로부터 항균 활성 물질을 분리하고, 토마토 풋마름병을 일으키는 랄스토니아 솔라나세럼 균의 활성을 크게 억제하는 조성물을 만들기 위한 것이다. 즉, 토마토 풋마름병과 같은 식물병원성 세균을 친환경적으로 방제하기 위하여 식물 소재로부터 식물 추출물을 추출하기 위한 것이다. 식물로부터 추출한 항균성 유효성분은 생분해성이기 때문에 합성 농약보다 인체에 해가 적으며, 환경오염을 일으키지 않고, 식물 독소로서의 특성이 약하다.
섬기린초에서 분리한 항균 물질 단독 혹은 조합물이 랄스토니아 솔라나세럼에 대해서 매우 강력한 항균활성이 있다. 섬기린초는 다년생 약초로서 전통 의약에서 다양하게 사용되며, 이는 섬기린초 추출물이 사람과 동물에게 독성이 거의 없다는 것을 나타낸다. 섬기린초는 랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum)이 일으키는 토마토 풋마름병을 제어하는 항균제로서 매우 유망한 식물 종이다.
도 1은 토마토 풋마름병에 대한 섬기린초 메탄올 추출물의 방제효과이다.
도 2는 섬기린초로부터 추출한 8개의 항균물질의 구조도이다.
본 발명은 토마토의 풋마름병을 유발시키는 랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum) 균에 항균성을 가지는 섬기린초 추출물에 관한 것이다. 섬기린초로부터 추출하는 항균 활성물질은 메탄올(Methanol)로 추출하며, 그 외에 에틸아세테이트(ethyl acetate), 클로로포름(chloroform), 부탄올(n-butanol), 아세톤(acetone)와 같은 용매를 사용할 수 있다.
본 발명의 식물병원성 균에 대한 항균활성 조성물을 얻기 위해서 먼저 섬기린초 식물을 70~90℃의 오븐에서 1~4일 동안 완전히 건조시킨 다음, 상기 전조된 섬기린초 중량의 5~12배 메탄올로 15~30시간 동안 실온에서 추출한다. 상기 메탄올 추출물을 여과지(Watman No.2)로 거른 여액을 감압농축하여 섬기린초로부터 항균 조성물을 얻으며, 이때 수율은 대략 10~20%다.
상기 메탄올 추출한 섬기린초 추출물에는 갈릭산과 가수분해성 탄닌(tannins)인 갈릭산 유도체를 포함하여 8개의 항균활성물질이 획득되었다.
섬기린초 메탄올 추출물로부터 8개의 항균활성 물질이 획득 되었는데, 그 종류에는 각각 갈릭산(gallic acid, 몰식자산; 1번 화합물), 메틸갈레이트(methyl gallate; 2번 화합물), 3,6-디-O-갈로일알부틴(3,6-di-O-galloylarbutin; 3번 화합물), 2,6-디-O-갈로일알부틴(2,6-di-O-galloylarbutin; 4번 화합물), 2,4,6-트리-O-갈로일-β-글루코스(2,4,6-tri-O-galloyl-β-glucose; 5번 화합물), 1,3,4,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,3,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose; 6번 화합물), 1,2,4,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,2,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose; 7번 화합물), 1,2,3,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,2,3,6-tetra-O-galloyl-β-glucose; 8번 화합물)이다. 상기 섬기린초 추출물 중 주요 항균 활성물질인 1, 4, 7번과 2번 화합물은 다양한 식물병원성 세균에 대한 항균 활성을 조사하였으며, 소량 항균 활성물질인 3, 5, 6, 8번 화합물은 주요 물질이 항균 활성을 나타내는 미생물에 대해서만 항균 활성 능력을 평가하였다.
( 실시예 1) 섬기린초 메탄올 추출물의 토마토 풋마름병에 대한 식물병 방제효과
섬기린초로부터 항균활성 기능이 있는 물질을 추출하기 위해 섬기린초를 70~90℃(바람직하게는 80℃)의 온도로 건조시킨 다음 상기 섬기린초의 건조 중량 5~12배 중량(바람직하게는 9배 중량)의 메탄올로 15~30시간(바람직하게는 24시간) 동안 상온에서 추출한 후 여과지로 거른 여액을 감압농축하여 얻는 항균활성 성분인 것이다.
랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum)이 유발하는 토마토 풋마름병에 대한 섬기린초의 메탄올 추출물의 항균 활성을 온실에서 측정하였다. 섬기린초 추출물을 메탄올로 용해한 후 최종농도가 500, 1000, 2000 ㎍/ml가 되도록 트윈20용액(Tween 20 solution)에 희석한 후, 식물체에 병원균 접종 3일 전과 후에 2회 처리하였다. 이 때 메탄올의 최종농도는 5%였다. 병을 유발하는 랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum)은 108 CFU/ml 농도의 균을 20 ml씩 관주 처리하여 풋마름병을 유발시켰다. 모든 실험은 토마토 뿌리 근처의 토양에 관주법으로 처리하였으며, 음성 대조구 식물은 5% 메탄올(methanol)을 포함하는 트윈20 용액으로 처리하였고, 양성 대조구 식물은 200㎍/ml 농도의 스트렙토마이신 설페이트(Streptomycin sulfate) 용액을 20 ml씩 처리하였다. 항균 물질이 처리된 식물은 30℃, 70∼80% 상대 습도 하에서 보관하면서 병원균 접종 7일 후에 발병도를 관찰하였다. 각 농도 별 3개의 실험구로 테스트하였고, 2반복 실험을 진행하였다. 6개의 추정치가 방정식에 의해 대조구 처리 대비 제어 퍼센트(control percentage)로 전환되었다.
% control = 100 [(A-B)/A],
A는 무처리구 발병도를 나타낸 것이며, B는 처리구 발병도를 나타낸 것이다.
도 1에 항균활성을 나타낸 바와 같이, 섬기린초의 메탄올 추출물이 세균성 토마토 풋마름병의 발생을 농도 의존적으로 방제하였다. 추출물은 500 ㎍/ml과 1000 ㎍/ml 농도에서 각각 40%와 90%의 병 발생 방제효과 나타냈으며, 특히, 2000 ㎍/ml 농도에서는 병 발생을 완벽히 저해하였다. 양성 대조구인 스트렙토마이신 설페이트(200 ㎍/ml)는 섬기린초 추출물 500 ㎍/ml과 동일한 방제 효과를 나타내었다.
섬기린초의 메탄올 추출물이 다른 추출물에 비해서 랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum)균에 대한 항균활성이 매우 강하였다. 종래 다른 항균제를 이용하여 토마토 풋마름병을 방제하는 기술이 있지만, 섬기린초 추출물의 항균 활성과 항균 물질의 동정에 관한 것은 본 발명이 최초이다.
( 실시예 2) 섬기린초 추출물로부터 항세균활성 물질의 분리 및 구조 동정
주요 항세균 물질들인 1번, 4번 및 7번 물질은 섬기린초 추출물로부터 에틸아세테이트(ethyl acetate) 분획, 실리카겔(Kiesel gel 60) 칼럼크로마토그라피[용출용매: 클로로포름/메탄올/증류수/초산(chloroform/methanol/distilled water/acetic acid)]와 세파덱스 엘에이치20(Sephadex LH20) 칼럼크로마토그라피(용출 용매: 메탄올)를 통하여 분리 정제되었다. 기타 소량으로 분리한 물질들(2번, 3번, 5번, 6번, 8번)은 에틸아세테이트 분획, 실리카겔칼럼크로마토그래피, 세파덱스 엘에이치20칼럼크로마토그래피를 거쳐 최종적으로는 분취용 고성능 액체크로마토그래피(Preparative HPLC)[이동상: 메탄올:물(22.5:77.5, v/v), 유속: 6 ml/min, 등용매법(isocratic method)]로 분리 정제하였다. 분리된 모든 생리활성물질은 다음 실험을 위해서 냉장보관하였다.
분리한 구조분석은 LC-MS, 1H-NMR,13C-NMR과 같은 스펙트럼 분석 결과와 문헌자료에서 보고한 분석 값을 비교하여 진행하였다.
랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum) 균의 활성을 억제하는 8개의 항균물질을 섬기린초 추출물에서 분리하였으며, 그 구조를 도 2에 나타내었다.
8개의 활성물질(1-8)은 각각 갈릭산(gallic acid, 몰식자산), 메틸갈레이트(methyl gallate), 3,6-디-O-갈로일알부틴(3,6-di-O-galloylarbutin), 2,6-디-O-갈로일알부틴(2,6-di-O-galloylarbutin), 2,4,6-트리-O-갈로일-β-글루코스(2,4,6-tri-O-galloyl-β-glucose), 1,3,4,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,3,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose), 1,2,4,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,2,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose), 1,2,3,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,2,3,6-tetra-O-galloyl-β-glucose)다.
항균활성 물질의 구조는 갈릭산과 그 유도체로서 가수분해 가능한 탄닌(tannin)류에 속하며, 유도체는 메틸갈레이트 및 2~4개가 갈로일화(galloylation)된 갈로일알부틴(galloyarbutin)과 갈로일글루코스(galloylglucose)로 구성된다. 섬기린초 추출물에서 분리한 상기 화합물들의 식물 병원성균에 대한 항균활성에 대해서 알려진 것은 없다.
( 실시예 3) 섬기린초로부터 분리한 8개 물질의 in vitro 항세균활성
섬기린초에서 추출한 활성물질은 먼저 DMSO(dimethyl sulfoxide)가 포함된 증류수에 녹이고, 스트렙토마이신 설페이트, 클로람페니콜 같은 항생제는 증류수로 녹였다. 다음 단계로 활성 물질을 TSB 액체배지가 포함된 96-well plate에서 단계적인 두배계단희석법(two-fold dilution method)으로 희석하였다. 주요 화합물(1, 4, 7번)과 구매가 가능한 2번 화합물의 최종 테스트 농도 범위는 15.62-2,000 ㎍/ml이었고, 소량 화합물인 3, 5, 6 및 8번 화합물의 최종 테스트 농도 범위는 7.81-1,000 ㎍/ ml이었다. 양성 대조구인 항생제의 최종 테스트 농도 범위는 0.31-20 ㎍/ml이었고, 음성 대조구로 사용된 DMSO의 최종 농도는 1% 이하였다.
Acidovorax avenae subsp.cattleyae, Acidovorax konjaci, Agrobacterium tumefaciens, Burkholderia glumae, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Pectobacterium carotovara subsp. carotorova, Pectobacterium chrysanthemi, Pseudomonas syringae pv. lachrymans, Ralstonia solanacearum, Pseudomonas syringae pv. actinidiae, Xanthomonas euvesicatoria, Xanthomonas pruni 균을 대상으로 항균활성능력을 시험하였으며, 상기 균주는 한국화학연구원에서 분리한 균주로 20% 글리세롤 용액에 현탁하여 -80℃에 보관하면서 항균력을 테스트 하였다. TSB(Tryptic Soy Broth) 배지와 TSA(Trytic Soy Agar) 배지를 이용하여 잔토모나스 균주(Xanthomonas spp.)와 Pseudomonas syringae pv. actinidiae를 25℃에서 20-24시간 동안 배양하였으며, 나머지 균주는 30℃에서 20-24시간 동안 호기적인 조건에서 배양하였다.
테스트 균수는 Xanthomonas 균주와 Pseudomonas syringae pv. actinidiae만 106CFU/ml(Colony forming unit)로 하고 나머지 균주는 105CFU/ml로 맞추어 접종하였다. 배양은 15분 진탕 후에 Xanthomonas 균주와 Pseudomonas syringae pv. actinidiae는 25℃에서 24시간 동안 배양하였고, 나머지 균주는 30℃에서 24 시간 동안 배양 후 최소생육저해농도를 확인하였다.
세균 생육은 스펙트로포토메타에서 600 nm 흡광도로 측정하였다. 최저생육저해농도값(MIC)은 세균의 생육을 완벽히 저해하는 가장 낮은 농도로 결정하였다. 최소살균농도값(MBC)은 생육이 없는 테스트 well의 배양액을 TSA배지에 도말한 다음 Xanthomonas 균주와 Pseudomonas syringae pv. actinidiae는 25℃에서 나머지 균주는 30℃에서 24시간 동안 배양한 다음, 세균이 TSA배지에서 생육하지 않는 최저농도를 MBC값으로 결정하였다. 그 결과 표 1과 2에서와 같이 분리한 8개의 물질은 다양한 식물병원세균에 서로 다른 항세균활성을 보였다.
Figure 112013005602528-pat00001
상기 표 1에서 갈릭산은 펙토박테리움 종(Pectobacterium spp .)과 슈도모나스 종(Pseudomonas spp.)과 같은 몇 가지 테스트 균에 대해서, 테스트 한 최고 농도(2000 ㎍/ml)에서 항균 활성이 없거나 매우 약하게 나타낸 반면, 메틸갈레이트는 31 ~ 500 ㎍/ml 농도 범위에서 대부분의 병원성균에 대해서 강하면서 광범위하면서 강한 항균스펙트럼을 나타냄으로 섬기린초 추출물의 주요 활성물질 중 하나로 사료된다. 일반적으로, 알킬갈레이트(alkyl gallate)의 항균능은 에스터에 결합되어 있는 탄소 수에 의존한다. 즉, 알킬기의 길이가 항균능에 크게 직결되지 않고, 알킬갈레이트의 항균능은 그 친유성(lipophilicity)과 포물선 상관관계(parabolic function)를 가지며, 알킬기의 길이가 C8~C11사이일 때 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 및 메티실린 내성 포도상구균에 대해서 최고의 항균력을 나타내었다. 그리고 메틸갈레이트가 랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum)균에 대해서 가장 강한 항균 활성을 보였으며, 에스터에 결합되어 있는 탄소수가 증가 할수록 그 활성이 약해짐을 나타내었다. 따라서 항균 스펙트럼과 항균능은 알킬갈레이트처럼 분자의 소수성 부분(hydrophobic portion)에 의존한다고 판단된다.
나머지 6개의 활성물질은 갈로일화가 2~4개된 갈로일알부틴(galloylarbutin)과 갈로일글루코스(galloylglucose)로 동정되었다. 최근에 갈로일화가 5~10개된 분자량이 더 큰 갈로일글루코스(galloylglucose)의 항균활성 뿐만 아니라, 항균 작용기작에 대해서 알려져 있으며, 작용기작의 예로 철이온(F2+, F3+)과 같은 필수 미네랄 미량요소와의 복합체 형성, 단백질과 침전, 효소 저해, 기질 결핍, 막 작용 현상 등이 있다.
Figure 112013005602528-pat00002
상기 표 1에서 보는 바와 같이 테스트한 모든 미생물에 대해서 메틸갈레이트(methyl gallate)는 31~500 ㎍/ml범위의 MIC값을, 1,2,3,6-테트라-O-갈로일-β-글루코스(1,2,3,6-tetra-O-galloyl-β-glucose)는 31~125 ㎍/ml 범위의 MIC값을 각각 나타내었다. 갈릭산과 메틸갈릭산을 비교할 때 메틸 갈릭산이 더 강한 활성을 보였다. 다른 6개 화합물의 항균 효과는 2~8배 차이가 있으며, 3 < 4 < 5 < 6 < 7 < 8번 화합물 순서로 상승하였다. 이는 갈로일화가 증가할수록 그리고 글루코스의 1번과 2번 위치가 치환될수록 갈로일알부틴과 갈로일글루코스의 항균 활성이 증가함을 나타내었다.
한편, 12개 시험 대상 식물병원성 세균들 중에서 풋마름병을 일으키는 Ralstonia solanacearum이 섬기린초에서 분리한 8개의 물질에 가장 감수성이 높은 것으로 나타났다. 그 다음으로 키위 궤양병을 일으키는 Pseudomonas syringae pv. actinidae였다.
( 실시예 4) 섬기린초로부터 분리한 주요 물질의 조합에 의한 in vitro 항세균활성
gallate와 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-b-D-glucose는 서로 다른 항세균활성 작용기작을 가지고 있다. 즉, pentaglucose는 세균 생장에 절대적으로 필요한 철에 binding 함으로서 세균의 생장으로 억제하기 때문에 철을 넣어주면 세균이 다시 생장을 하는데 비하여 gallate는 철을 넣어주어도 생장이 회복되지 않는다. 이 결과는 gallate는 철을 제거하는 작용기작이 아닌 다른 기작에 의해 세균의 생장을 저해하는 것을 나타낸다.
이에 따라 섬기린초에서 분리한 8개의 화합물들 중에서 gallate와 methyl gallate는 다른 6개의 화합물과 서로 다른 작용기작을 가지고 있는 것으로 추정되었고, 서로 다른 작용기작을 가지고 있는 화합물을 혼합하여 처리할 경우 상승효과가 있는지 여부를 조사하였다. 6개의 화합물 중에는 주요 물질로 분리된 4번 물질(2,6-디-O-갈로일알부틴)과 7번 물질(1,2,4,6-테트라-O-갈로일글루코스)을 이용하여 실험을 실시하였다.
체커보드방법(checkerboard method)으로 평가하였으며, TSB액체 배지에서 두배계단희석법(twofold dilution method)으로 진행하였다. 테스트 플레이트는 진탕 후에 위와 같은 방법으로 배양하였고, FIC값(FIC index)은 아래 방정식에 따라 결정하였다.
FIC index = FICA+FICB=[A]/MICA+[B]/MICB,
[A]는 화합물A의 농도이고 MICA는 화합물A의 MIC값이며, FICA는 화합물A의 각 테스트균에 대한 FIC이며, 화합물B도 화합물A와 동일한 방식으로 적용하였다. FIC지수(index)는 0.5이하의 값은 판정할 수 없으며, 0.5~0.75사이는 상승효과, 0.76~1.0사이는 부분상승효과, 1.0~4.0사이는 상가효과, 4.0이상 일 때 차이를 보이지 않거나 혹은 길항작용을 보이는 것으로 결정하였다.
Figure 112013005602528-pat00003
표 3에서와 같이, 화합물1과 화합물4의 항균 물질 조합과 화합물2와 화합물7의 항균 물질 조합에서 대부분의 병원성 세균에 대해서 0.125~0.75 범위 내의 FIC값을 가지므로 항균활성의 상승효과 혹은 부분적인 상승효과를 나타내었다. 일반적으로 화합물2와 화합물7의 조합보다 화합물1과 화합물4를 조합할 때 동일한 세균에 대해서 더욱 강한 항균활성을 나타내었으며, 특히 슈도모나스 시린지(Ps . syringae pv. lachrymans)균과 잔토모나스 유베시카토리아(X. euvesicatoria )균에 대해서 FIC값이 0.126에 달할 정도로 강한 항균 상승효과를 나타내었다. 그러나 애시도보락 콘자시(A. konjaci)균과 아그로박테리움 투메페이션스(Ag. tumefaciens)균에 대해서 화합물 2와 화합물7의 조합에도 전혀 상승 작용이 없었다. 두 조합의 경우 모든 균주에서 길항효과는 발견되지 않았다.
Figure 112013005602528-pat00004
표 4에 나타낸 바와 같이, 화합물2와 화합물4의 조합과 화합물1과 화합물7의 조합은 시험한 5가지 식물병원성 균에 대하여 화합물2와 화합물4를 조합은 상승효과, 부분 상승효과 그리고 차이 없음 등 다양한 효과를 나타낸 반면, 화합물1과 화합물7의 조합에서는 모든 균에 대해서 각각의 물질을 처리했을 경우와 비교했을 때 큰 차이가 없었다. 흥미롭게도, 상기 화합물 1, 2, 4, 7의 모든 조합에서 길항효과는 발견되지 않았다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 섬기린초(Sedum takesimense)로부터 추출한 식물병원성 세균에 항균활성 기능이 있는 조성물에 있어서,
    상기 항균활성 조성물은 섬기린초를 70~90℃의 온도로 건조시킨 다음 상기 섬기린초의 건조 중량 5~12배 중량의 메탄올로 15~30시간 동안 상온에서 추출한 후 여과지로 거른 여액을 감압농축한 항균활성 조성물이며,
    상기 항균활성 조성물은 식물병원균이 Acidovorax avenae subsp.cattleyae, Acidovorax konjaci, Agrobacterium tumefaciens, Burkholderia glumae, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Pectobacterium carotovara subsp. carotorova, Pectobacterium chrysanthemi, Pseudomonas syringae pv. actinidiae, Pseudomonas syringae pv. lachrymans, Xanthomonas euvesicatoria, Xanthomonas pruni 병원균 중 하나 또는 둘 이상의 병원균 조합에 항균성을 가진 것을 특징으로 하는 항균활성 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 항균활성 조성물은 토마토 풋마름병을 유발하는 랄스토니아 솔라나세럼(Ralstonia solanacearum) 병원균에 항균성을 가지는 것을 특징으로 하는 항균활성 조성물.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 항균활성 조성물은 3,6-디-O-갈로일알부틴(3,6-di-O-galloylarbutin), 2,6-디-O-갈로일알부틴(2,6-di-O-galloylarbutin), 2,4,6-트리-O-갈로일-β글루코스(2,4,6-tri-O-galloyl-β-glucose), 1,3,4,6-테트라-O-갈로일-β글루코스(1,3,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose), 1,2,4,6-테트라-O-갈로일-β글루코스(1,2,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose), 1,2,3,6-테트라-O-갈로일-β글루코스(1,2,3,6-tetra-O-galloyl-β-glucose) 화합물 또는 이의 혼합물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 항균활성 조성물.
  8. 제3항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 항균활성 조성물의 구조는 섬기린초로부터 추출한 갈릭산과 그 유도체로서 가수분해 가능한 탄닌(tannin)류이며, 그 유도체는 메틸갈레이트 및 2~4개가 갈로일화(galloylation)된 갈로일알부틴(galloyarbutin)과 갈로일글루코스(galloylglucose)로 구성되는 것을 특징으로 하는 항균활성 조성물.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150107376A (ko) * 2014-03-14 2015-09-23 주식회사 다인소재 섬기린초 추출물과 식품첨가물을 포함하는 항균 원료 및 그의 제조방법
KR101698410B1 (ko) 2016-02-19 2017-02-01 (주)진셀팜 기린초 발효 추출물을 유효성분으로 하는 피부개선용 조성물 및 증식성 피부질환 예방 또는 치료용 조성물
KR20180023092A (ko) 2016-08-23 2018-03-07 한국화학연구원 사피움 박카툼 추출물 및 이를 유효성분으로 함유하는 풋마름병 방제용 조성물
KR101899585B1 (ko) * 2018-02-13 2018-09-17 한국화학연구원 사피움 박카툼 추출물 및 이를 유효성분으로 함유하는 풋마름병 방제용 조성물
KR20190010472A (ko) 2017-07-21 2019-01-30 주식회사 다인소재 섬기린초 추출물 또는 이로부터 분리한 화합물을 유효성분으로 함유하는 피부 주름 개선 또는 피부 탄력 증진용 조성물 및 여드름 예방, 개선 또는 치료용 조성물
KR20200120255A (ko) 2019-04-12 2020-10-21 주식회사 다인소재 섬기린초 유래 성분 및 베타 락탐계 항생제를 유효성분으로 함유하는 메티실린 내성 황색포도상구균에 대한 항균용 조성물
KR20230080821A (ko) * 2021-11-30 2023-06-07 주식회사 다인소재 펙토박테리움에 대한 항균력이 우수한 갈로탄닌 조성물 및 이의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007016223A2 (en) 2005-07-28 2007-02-08 Magellan Companies, Inc. Filter materials with biocidal phytochemical agents
KR20120139003A (ko) * 2011-06-16 2012-12-27 주식회사 에스앤텍 기린초류 추출물을 유효성분으로 하는 항균 및 항산화 조성물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007016223A2 (en) 2005-07-28 2007-02-08 Magellan Companies, Inc. Filter materials with biocidal phytochemical agents
KR20120139003A (ko) * 2011-06-16 2012-12-27 주식회사 에스앤텍 기린초류 추출물을 유효성분으로 하는 항균 및 항산화 조성물

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문1:PHARMACOGN REV.,VOL(4),PAGE(58~61),(2010) *
보고서:농촌진흥청 농업과학기술원,(2006) *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150107376A (ko) * 2014-03-14 2015-09-23 주식회사 다인소재 섬기린초 추출물과 식품첨가물을 포함하는 항균 원료 및 그의 제조방법
KR101637167B1 (ko) * 2014-03-14 2016-07-07 주식회사 다인소재 섬기린초 추출물과 식품첨가물을 포함하는 항균 원료 및 그의 제조방법
KR101698410B1 (ko) 2016-02-19 2017-02-01 (주)진셀팜 기린초 발효 추출물을 유효성분으로 하는 피부개선용 조성물 및 증식성 피부질환 예방 또는 치료용 조성물
KR20180023092A (ko) 2016-08-23 2018-03-07 한국화학연구원 사피움 박카툼 추출물 및 이를 유효성분으로 함유하는 풋마름병 방제용 조성물
KR20190010472A (ko) 2017-07-21 2019-01-30 주식회사 다인소재 섬기린초 추출물 또는 이로부터 분리한 화합물을 유효성분으로 함유하는 피부 주름 개선 또는 피부 탄력 증진용 조성물 및 여드름 예방, 개선 또는 치료용 조성물
KR101899585B1 (ko) * 2018-02-13 2018-09-17 한국화학연구원 사피움 박카툼 추출물 및 이를 유효성분으로 함유하는 풋마름병 방제용 조성물
KR20200120255A (ko) 2019-04-12 2020-10-21 주식회사 다인소재 섬기린초 유래 성분 및 베타 락탐계 항생제를 유효성분으로 함유하는 메티실린 내성 황색포도상구균에 대한 항균용 조성물
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KR20230080821A (ko) * 2021-11-30 2023-06-07 주식회사 다인소재 펙토박테리움에 대한 항균력이 우수한 갈로탄닌 조성물 및 이의 제조방법
KR102606148B1 (ko) 2021-11-30 2023-11-24 주식회사 다인소재 펙토박테리움에 대한 항균력이 우수한 갈로탄닌 조성물 및 이의 제조방법

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