KR101510178B1 - 항산화 펩타이드를 포함하는 조성물 - Google Patents
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- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
Abstract
본 발명은 라디칼 소거능을 가지는 항산화 펩타이드를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 라디칼 소거능을 가지는 항산화 펩타이드를 포함하는 조성물을 다양한 기능성 식품의 개발에 활용할 수 있도록 제공할 수 있으며, 더 나아가 계란의 이용성 및 부가가치를 높일 수 있다.
Description
본 발명은 라디칼 소거능을 가지는 항산화 펩타이드를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
계란의 노른자위를 둘러싸고 있는 물질인 흰자 또는 알부민(albumen)은 계란의 총 중량의 60%를 차지한다. 흰자는 기능적 특징때문에 식품 공정에 첨가제로서 종종 사용되는 오발부민(ovalbumin), 오보트렌스페린(ovotransferrin), 오보뮤신(ovomucin) 및 리소자임(lysozyme)과 같은 단백질을 포함하고 있다.
상기 계란 단백질로부터 유래된 다양한 생활성 펩타이드 중에서, 특히 항산화 성질을 가진 펩타이드들이 주목받고 있다. 항산화제는 산화적 반응에 의해 생성되는 활성 산소종(reactive oxygen species; ROS)과 같은 자유 라디칼(radical)에 의한 손상으로부터 신체를 보호할 수 있어 인간의 건강에 유용한 효과를 나타낸다. 즉, 항산화제는 중요한 모든 세포 성분에 산화 손상을 야기하며 고혈압, 신경퇴행성질환, 염증, 당뇨병, 암 및 노화를 포함하는 다양한 질환의 발병의 치료와 관련되어 있다고 볼 수 있다.
상기 계란 단백질 중 알부민 단백질의 약 2 ~ 4 %를 차지하고 있는 글리코프로테인(glycoprotein)인 오보뮤신은 계란 흰자의 점성을 유지하는데 필수 물질에 해당된다. 오보뮤신은 이황화결합으로 연결된 α-단위 및 β-단위로 구성되어 있으며, 상기 단위들은 각각 220 kDa 및 400 kDa로서 10 ~ 15 % 및 50 ~ 65 %의 탄수화물을 포함하고 있다. 종래 오보뮤신 단백질에 대하여 거품발생 및 에멀젼화 활성과 같은 기능적 효과들이 보고되었으며, 소장에서의 콜레스테롤 흡수 및 담즙산의 재흡수를 억제함으로써 저콜레스테롤혈증을 완화시킬 수 있다는 효과가 보고되었다. 또한, 오보뮤신은 Helicobacter pylori에 대한 항미생물화제로도 알려져 있다. 다만, 오보뮤신 또는 이의 가수분해물로부터 유래된 항산화 활성을 가지는 펩타이드에 대해서는 아직까지 보고된 바 없다.
현재 항산화 펩타이드는 파파인(papain), 트립신(trypsin) 및 이의 조합에 의한 계란 흰자 라이소자임(비특허문헌 1) 또는 오보트랜스페린의 가수분해물(비특허문헌 2)로부터 식별되고 있다.
Memarpoor-Yazdi, M.; Asoodeh, A.; Chamani, J. A novel antioxidant and antimicrobial peptide from hen egg white lysozyme hydrolysates. J. Funct. Foods. 2012, 4, 278 - 286.
Shen, S.; Chahal, B.; Majumder, K.; You, S. J.; Wu, J. Identification of novel antioxidative peptides derived from a thermolytic hydrolysate of ovotransferrin by LC-MS/MS. J. Agric. Food. Chem. 2010, 58, 7664 - 7672.
이와 같은 기술적 배경 하에서, 본 발명자들은 예의 노력한 결과 라디칼 소거능을 가지는 항산화 펩타이드 및 이를 포함하는 조성물을 개발하기에 이르렀다.
결국, 본 발명의 목적은 항산화 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 항산화 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해,
본 발명의 일 측면에 따르면, 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 가지는 항산화 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 항산화 조성물이 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 오보뮤신의 가수분해물을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 오보뮤신의 가수분해물은 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 오보뮤신의 가수분해물은 알칼라아제(Alcalase), 플라보자임(Flavourzyme), 뉴트라아제(Neutrase) 및 프로타멕스(Protamex)로부터 선택되는 하나 이상의 효소에 의한 가수분해물일 수 있다.
본 발명에 따르면, 라디칼 소거능을 가지는 항산화 펩타이드를 포함하는 조성물을 다양한 기능성 식품의 개발에 활용할 수 있도록 제공할 수 있으며, 더 나아가 계란의 이용성 및 부가가치를 높일 수 있다.
도 1은 전체 계란 단백질로부터 분리된 오보뮤신의 위치(SDS-PAGE)를 나타낸 것이다. M은 표준단백질을 나타내고 1은 본 발명에서 분리된 오보뮤신을 나타내며, 2는 문헌(Omana, D. A.; Wu, J. A New Method of Separating Ovomucin from Egg White. J. Agric. Food Chem. 2009, 57, 3596 - 3603)에 따라 분리된 것이다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 전체가 참고로 통합된다.
정의
본 발명에서, 용어 "펩타이드"는 아미노산이 펩타이드 결합에 의해 서로 결합되어 형성된 선형의 분자를 의미한다. 본 발명의 펩타이드는 당해 기술분야에 공지되어 있는 합성 방법, 예를 들어 고상 합성 기술(solidphase synthesis technique)에 따라 제조될 수 있다(Merrifield, J. Amer. Chem. soc. 85:2149-54(1963); Stewart et al., Solid Phase Peptide Synthesis, 2nd, ed., Pierce Chem. Co.: Rockford, 111(1984)).
본 발명에서, 용어 "항산화"는 산화를 방지하는 것을 의미하며, 활성 산소종과 같은 자유 라디칼에 의해 유발되는 산화 반응에 따른 세포의 변성 또는 파괴를 방지한다. 상기 항산화는 다양한 기작에 이루어질 수 있으며, 대부분의 항산화 물질은 라디칼을 제거 또는 소거함으로써 작용한다.
본 발명에서, 용어 "항산화 조성물"은 조성물의 총 중량 대비 항산화 펩타이드가 포함된 조성물 또는 가수분해물을 20 내지 50 중량%, 바람직하게는 30 내지 40 중량%로 포함하는 조성물을 의미하며, 상기 조성물을 약학적으로 허용 가능한, 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있으며, 이는 통상의 기술자에게 널리 알려져 있는 기술적 내용에 해당한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하기의 일반식 Ⅰ 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 가지는 항산화 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 항산화 조성물이 제공될 수 있다.
[일반식 Ⅰ]
Leu-Asp-Glu-Pro-Asp-Pro-Leu (LDEPDPL)
본 발명에 따른 펩타이드를 표현한 상기 일반식은 본 발명의 펩타이드 구조를 편의적으로 표현하기 위해 기재된 것이며, 이의 변형도 본 발명에 속한다는 것은 당업자에게 자명하게 인식되어야 한다. 예를 들어, 상기 일반식 Ⅰ에서 오보뮤신 유래 서열의 변형체들도 본 발명의 범위에 속한다는 것은 당업자에게 자명하다.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 펩타이드의 N-말단 또는 C-말단은 아세틸기, 플루오레닐 메톡시 카르보닐기, 포르밀기, 팔미토일기, 미리스틸기, 스테아릴기, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 아미노산으로 구성된 군으로부터 선택되는 보호기가 추가적으로 결합될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 펩타이드의 N-말단 또는 C-말단은 히드록시기(-OH) 또는 아미노기(-NH2)로 변형될 수 있으며, 보다 바람직하게는 히드록시기로 변형될 수 있다. 상기 아미노산의 변형은 본 발명의 펩타이드의 안정성을 크게 개선시키는 작용을 할 수 있다. 여기서, 상기 용어 "안정성"은 in vivo 안정성 및 저장 안정성(예: 상온 저장 안정성)을 의미한다. 상기 보호기는 생체 내의 단백질 절단효소의 공격으로부터 본 발명에 따른 펩타이드를 보호하는 작용을 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 펩타이드는 알부민 단백질 중 하나인 오보뮤신에서 유래된 것으로, 상기 펩타이드는 천연 오보뮤신 단백질에 비하여 DPPH 소거활성이 더 높으며, 단백질 합성에 의하지 않고 짧은 서열(9개 이하의 아미노산 서열)의 펩타이드만으로도 라디칼 소거능을 포함하고 있어 항산화 활성을 가지는 기능석 식품 개발에 유용하게 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 항산화 펩타이드를 포함하는 조성물은 자유 라디칼을 소거함으로써 세포, 조직 또는 기관의 자유 라디칼에 의한 산화적 손상을 예방 또는 치료하기 위한 조성물 형태로 제공될 수 있다. 또한, 상기 항산화 조성물은 라디칼 소거능을 가지는 사료, 사료 첨가제 또는 식품 첨가제로서 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 오보뮤신의 가수분해물을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 항산화 조성물이 라디칼 소거능을 가지는 사료, 사료 첨가제 또는 식품 첨가제 등으로 사용될 경우, 라디칼 소거능을 향상시키기 위해 다른 항산화 펩타이드를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 다른 항산화 펩타이드는 펩타이드 그 자체 또는 펩타이드가 포함된 조성물 형태일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기와 같은 다른 항산화 펩타이드는 오보뮤신의 가수분해물로서 본 발명에 따른 항산화 조성물에 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 오보뮤신의 가수분해물은 하기의 일반식 Ⅱ 또는 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열을 가질 수 있다.
[일반식 Ⅱ]
Asn-Ile-Gln-Thr-Asp-Asp-Phe-Arg-Thr (NIQTDDFRT)
일 실시예에 있어서, 상기 오보뮤신의 가수분해물은 효소에 의한 가수분해물일 수 있으며, 상기 효소는 알칼라아제(Alcalase), 플라보자임(Flavourzyme), 뉴트라아제(Neutrase) 및 프로타멕스(Protamex)로부터 선택되는 하나 이상의 효소에 의한 가수분해물일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 이러한 실시예들로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
실험방법
1. 오보뮤신 준비 단계
계란 흰자 단백질 오보뮤신은 종래 공지된 방법에 따라 전체 계란 단백질로부터 분리되었다(Omana, D. A.; Wu, J. A New Method of Separating Ovomucin from Egg White. J. Agric. Food Chem. 2009, 57, 3596 - 3603).
2. 전기영동 단계
SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate polyacryamide gel electrophoresis)는 5%의 stacking gel 및 15%의 separating gel을 사용하여 종래 공지된 방법으로 수행되었다(Chang, O. K.; Perrin, C.; Galia, W.; Saulnier, F.; Miclo, L.; Roux, E.; Driou, A.; Humbert, G.; Dary, A. Release of the cell-envelope protease PrtS in the growth medium of Streptococcus thermophilus 4F44. Int. Dairy J. 2012, 23, 91 - 98 / Egito, A.; Miclo, L.; Lopez, C.; Adam, A., Girardet, J. M.; Gaillard, J. L. Separation and 398 characterization of mares' milk αs1-, β-, κ-caseins, gamma-casein-like, and proteose peptone component 5-like peptides. J. Dairy Sci. 2002, 85, 697 - 706).
3. 오보뮤신의 가수분해 단계
정제된 오보뮤신은 미생물 단백질 가수분해효소인 Alcalase, Flavourzyme, Neutrase 또는 Protamex로 직접적으로 처리하여 가수분해하였다. 2 mg/ml 또는 5 mg/ml의 오보뮤신 용액은 10 mM의 인산나트륨 완충제에서 제조되었으며, Flavourzyme, Neutrase 및 Protamex는 pH 7 및 Alcalase는 pH 8조건으로 처리되었다. 효소 및 기질의 비율은 2.5 : 1이었다. 반응 혼합물은 50 ℃에서 배양되었다. 효소적 가수분해는 끓는물에서 5분동안 가열함으로써 종결되었으며, 부분 표본은 각 배양 또는 처리시간(2, 4, 6 및 24시간)에서 즉각적으로 회수되었다. 샘플은 0.45 ㎛ 필터로 여과되었으며, -20 ℃에서 저장되었다.
4. 항산화 활성 측정 단계 : ABTS 및 DPPH 라디칼 소거 검정
계란에서 분리된 7종(Holo-Ovotransferrin, Apo-Ovotransferrin, IgY, Ovalbumin, Lysozyme, Phosvitin, Ovomucin), 이의 가수분해물 및 합성 펩타이드의 자유 라디칼 소거능은 종래 공지된 방법에 따라 2,2'-azino-bis-(3-ehtylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS+) 라디칼 양이온(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 및 2,2-di(4-tert-octylphenyl)-1-picrylhydrazyl (DPPH, Sigma-Aldrich)을 사용하여 결정되었다(Re, R.; Pellegrini, N.; Proteggente, A.; Pannala, A.; Yang, M.; Rice-Evans, C. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic. Biol. Med. 1999, 26, 1231 - 1237 / Madhujith, T.; Izydorczyk, M.; Shahidi, F. Antioxidant properties of pearled barley fractions. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 3283 - 3289).
라디칼 소거능의 비율(%)은 하기의 일반식 Ⅲ (ABTS) 및 일반식 Ⅳ (DPPH)에 따라 계산되었다.
[일반식 Ⅲ]
소거능(%) = {(Acontrol - Asample)/Acontrol]} × 100
여기서, Acontrol는 최초 ABTS+의 흡광도(시료 대신 증류수)를 나타낸다.
[일반식 Ⅳ]
소거능(%) = {1-[(Asample - Ablank)/Acontrol]} × 100
여기서, Acontrol는 최초 DPPH의 흡광도(시료 대신 증류수)를 나타내며, Ablank는 메탄올의 흡광도를 나타낸다.
실시예
1. 계란 단백질의 항산화 활성 측정 결과
(1) DPPH(2,2-di(4-tert-octylphenyl)-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능
계란에서 7종(Holo-Ovotransferrin, Apo-Ovotransferrin, IgY, Ovalbumin, Lysozyme, Phosvitin, Ovomucin)의 단백질을 분리하여 DPPH (2.2 Diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성을 측정하였으며, 하기의 표 1에 기재된 바와 같이, 오보뮤신 단백질의 DPPH 라디칼 소거능은 31.524 %이었다.
| 5 mg/ml | 대조군 | Holo-Ovotransferrin | Apo-ovotransferrin | IgY | Ovalbumin | Lysozyme | Phosvitin | Ovomucin | |
| 단백질+DPPH |
OD | 0.351 | 0.403 | 0.268 | 1.264 | 0.195 | 0.710 | 0.259 | 0.308 |
| OD | 0.350 | 0.423 | 0.271 | 1.312 | 0.243 | 0.557 | 0.254 | 0.312 | |
| OD | 0.349 | 0.418 | 0.273 | 1.253 | 0.248 | 0.549 | 0.256 | 0.306 | |
| 평균 | 0.350 | 0.415 | 0.271 | 1.276 | 0.229 | 0.605 | 0.256 | 0.309 | |
| 표준편차 | 0.001 | 0.010 | 0.003 | 0.031 | 0.029 | 0.091 | 0.003 | 0.003 | |
| Ref |
OD | 0.038 | 0.219 | 0.057 | 0.973 | 0.242 | 0.334 | 0.081 | 0.064 |
| OD | 0.037 | 0.239 | 0.054 | 0.967 | 0.116 | 0.615 | 0.080 | 0.074 | |
| 평균 | 0.038 | 0.229 | 0.056 | 0.970 | 0.179 | 0.475 | 0.081 | 0.069 | |
| 표준편차 | 0.001 | 0.014 | 0.002 | 0.004 | 0.089 | 0.199 | 0.001 | 0.007 | |
| 소거능(%) | 46.952 | 38.524 | 12.476 | 85.810 | 62.619 | 49.762 | 31.524 | ||
* OD = 광학밀도(optical density)
(2) ABTS(2,2'-azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) 라디칼 소거능
계란에서 7종(Holo-Ovotransferrin, Apo-Ovotransferrin, IgY, Ovalbumin, Lysozyme, Phosvitin, Ovomucin)의 단백질을 분리하여 DPPH (2.2 Diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성을 측정하였으며, 하기의 표 2에 기재된 바와 같이, 오보뮤신 단백질의 ABTS 라디칼 소거능은 71.7%이었다.
| 5 mg/ml | 대조군 | Holo-Ovotransferrin | Apo-ovotransferrin | IgY | Ovalbumin | Lysozyme | Phosvitin | Ovomucin | |
| 단백질+ABTS |
OD | 0.699 | 0.461 | 0.404 | 0.598 | 0.597 | 0.546 | 0.664 | 0.246 |
| OD | 0.702 | 0.451 | 0.388 | 0.601 | 0.600 | 0.565 | 0.665 | 0.261 | |
| OD | 0.701 | 0.458 | 0.380 | 0.601 | 0.592 | 0.552 | 0.660 | 0.266 | |
| 평균 | 0.701 | 0.457 | 0.391 | 0.600 | 0.596 | 0.554 | 0.663 | 0.258 | |
| 표준편차 | 0.002 | 0.005 | 0.012 | 0.002 | 0.004 | 0.010 | 0.003 | 0.010 | |
| Ref |
OD | 0.038 | 0.080 | 0.063 | 0.084 | 0.048 | 0.053 | 0.055 | 0.059 |
| OD | 0.038 | 0.080 | 0.066 | 0.079 | 0.046 | 0.055 | 0.056 | 0.060 | |
| 평균 | 0.038 | 0.080 | 0.065 | 0.082 | 0.047 | 0.054 | 0.056 | 0.060 | |
| 표준편차 | 0.000 | 0.000 | 0.002 | 0.004 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | |
| 소거능(%) | 46.242 | 53.449 | 25.999 | 21.598 | 28.592 | 13.297 | 71.717 | ||
* OD = 광학밀도(optical density)
2. 오보뮤신이 포함된 알부민 단백질의 효소 가수분해물의 DPPH 라디칼 소거능(항산화 활성) 측정 결과
(1) Alcalase에 의한 효소 가수분해물
계란에서 7종(Holo-Ovotransferrin, Apo-Ovotransferrin, IgY, Ovalbumin, Lysozyme, Phosvitin, Ovomucin)의 단백질을 분리한 뒤 각각 가수분해 효소인 Alcalase로 50 ℃, pH 8에서 4 시간동안 가수분해하였다. 각각의 가수분해 산물에 대한 DPPH (2.2 Diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 하기의 표 3에 기재된 바와 같이, 오보뮤신 가수분해물의 DPPH 라디칼 소거능은 51.815 %로 7종의 단백질 중 가장 높았다.
| 5 mg/ml | 대조군 | Holo-Ovotransferrin | Apo-ovotransferrin | IgY | Ovalbumin | Lysozyme | Phosvitin | Ovomucin | |
| 단백질+DPPH |
OD | 0.542 | 0.439 | 0.434 | 0.604 | 0.456 | 0.403 | 0.510 | 0.296 |
| OD | 0.551 | 0.438 | 0.433 | 0.604 | 0.455 | 0.401 | 0.510 | 0.298 | |
| OD | 0.550 | 0.436 | 0.434 | 0.603 | 0.457 | 0.400 | 0.512 | 0.292 | |
| 평균 | 0.548 | 0.438 | 0.434 | 0.604 | 0.456 | 0.401 | 0.510 | 0.296 | |
| 표준편차 | 0.005 | 0.001 | 0.000 | 0.000 | 0.001 | 0.002 | 0.001 | 0.003 | |
| Ref |
OD | 0.039 | 0.056 | 0.043 | 0.204 | 0.041 | 0.049 | 0.103 | 0.051 |
| OD | 0.038 | 0.054 | 0.041 | 0.200 | 0.043 | 0.048 | 0.103 | 0.050 | |
| 평균 | 0.038 | 0.055 | 0.042 | 0.202 | 0.042 | 0.048 | 0.103 | 0.050 | |
| 표준편차 | 0.000 | 0.001 | 0.002 | 0.003 | 0.001 | 0.001 | 0.000 | 0.001 | |
| 소거능(%) | 24.767 | 23.101 | 21.069 | 18.716 | 30.631 | 19.982 | 51.815 | ||
* OD = 광학밀도(optical density)
(2) Flavourzyme에 의한 효소 가수분해물
계란에서 7종(Holo-Ovotransferrin, Apo-Ovotransferrin, IgY, Ovalbumin, Lysozyme, Phosvitin, Ovomucin)의 단백질을 분리한 뒤 각각 가수분해 효소인 Flavourzyme으로 50 ℃, pH 7에서 4 시간동안 가수분해하였다. 각각의 가수분해 산물에 대한 DPPH (2.2 Diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 하기의 표 4에 기재된 바와 같이, 오보뮤신 가수분해물의 DPPH 라디칼 소거능은 52.535 %로 7종의 단백질 중 가장 높았다.
| 5 mg/ml | 대조군 | Holo-Ovotransferrin | Apo-ovotransferrin | IgY | Ovalbumin | Lysozyme | Phosvitin | Ovomucin | |
| 단백질+DPPH |
OD | 0.473 | 0.483 | 0.433 | 0.681 | 0.499 | 0.428 | 0.756 | 0.356 |
| OD | 0.496 | 0.495 | 0.441 | 0.674 | 0.496 | 0.398 | 0.720 | 0.329 | |
| OD | 0.501 | 0.441 | 0.688 | 0.524 | 0.408 | 0.732 | 0.317 | ||
| 평균 | 0.484 | 0.493 | 0.438 | 0.681 | 0.506 | 0.411 | 0.736 | 0.334 | |
| 표준편차 | 0.016 | 0.009 | 0.004 | 0.007 | 0.015 | 0.015 | 0.018 | 0.020 | |
| Ref |
OD | 0.039 | 0.146 | 0.078 | 0.290 | 0.254 | 0.070 | 0.359 | 0.090 |
| OD | 0.038 | 0.138 | 0.078 | 0.228 | 0.225 | 0.119 | 0.371 | 0.095 | |
| 평균 | 0.039 | 0.142 | 0.078 | 0.259 | 0.239 | 0.094 | 0.365 | 0.092 | |
| 표준편차 | 0.000 | 0.006 | 0.000 | 0.044 | 0.020 | 0.035 | 0.009 | 0.003 | |
| 소거능(%) | 31.116 | 29.198 | 17.112 | 47.645 | 37.788 | 27.175 | 52.535 | ||
* OD = 광학밀도(optical density)
(3) Neutrase에 의한 효소 가수분해물
계란에서 7종(Holo-Ovotransferrin, Apo-Ovotransferrin, IgY, Ovalbumin, Lysozyme, Phosvitin, Ovomucin)의 단백질을 분리한 뒤 각각 가수분해 효소인 Neutrase로 50 ℃, pH 7에서 4 시간동안 가수분해하였다. 각각의 가수분해 산물에 대한 DPPH (2.2 Diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 하기의 표 5에 기재된 바와 같이, 오보뮤신 가수분해물의 DPPH 라디칼 소거능은46.379 %로 7종의 단백질 중 두번째로 높았다.
| 5 mg/ml | 대조군 | Holo-Ovotransferrin | Apo-ovotransferrin | IgY | Ovalbumin | Lysozyme | Phosvitin | Ovomucin | |
| 단백질+DPPH |
OD | 0.477 | 0.567 | 0.459 | 0.845 | 0.322 | 0.638 | 0.525 | 0.380 |
| OD | 0.475 | 0.566 | 0.465 | 0.834 | 0.309 | 0.602 | 0.512 | 0.355 | |
| OD | 0.475 | 0.568 | 0.463 | 0.829 | 0.297 | 0.619 | 0.520 | 0.347 | |
| 평균 | 0.476 | 0.567 | 0.462 | 0.836 | 0.309 | 0.620 | 0.519 | 0.361 | |
| 표준편차 | 0.001 | 0.001 | 0.003 | 0.008 | 0.012 | 0.018 | 0.006 | 0.017 | |
| Ref |
OD | 0.037 | 0.132 | 0.042 | 0.407 | 0.052 | 0.207 | 0.091 | 0.090 |
| OD | 0.039 | 0.128 | 0.042 | 0.394 | 0.049 | 0.202 | 0.089 | 0.086 | |
| 평균 | 0.038 | 0.130 | 0.042 | 0.400 | 0.050 | 0.204 | 0.090 | 0.088 | |
| 표준편차 | 0.001 | 0.003 | 0.000 | 0.010 | 0.020 | 0.003 | 0.001 | 0.003 | |
| 소거능(%) | 14.308 | 17.459 | 14.455 | 49.108 | 18.493 | 15.754 | 46.379 | ||
* OD = 광학밀도(optical density)
(4) Protamex에 의한 효소 가수분해물
계란에서 7종(Holo-Ovotransferrin, Apo-Ovotransferrin, IgY, Ovalbumin, Lysozyme, Phosvitin, Ovomucin)의 단백질을 분리한 뒤 각각 가수분해 효소인 Protamex로 50 ℃, pH 7에서 4 시간동안 가수분해하였다. 각각의 가수분해 산물에 대한 DPPH (2.2 Diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 하기의 표 6에 기재된 바와 같이, 오보뮤신 가수분해물의 DPPH 라디칼 소거능은53.225 %로 7종의 단백질 중 가장 높았다.
| 5 mg/ml | 대조군 | Holo-Ovotransferrin | Apo-ovotransferrin | IgY | Ovalbumin | Lysozyme | Phosvitin | Ovomucin | |
| 단백질+DPPH |
OD | 0.539 | 0.438 | 0.473 | 0.725 | 0.497 | 0.401 | 0.755 | 0.334 |
| OD | 0.542 | 0.429 | 0.503 | 0.733 | 0.503 | 0.387 | 0.745 | 0.312 | |
| OD | 0.547 | 0.437 | 0.466 | 0.723 | 0.520 | 0.403 | 0.699 | 0.263 | |
| 평균 | 0.543 | 0.435 | 0.481 | 0.727 | 0.507 | 0.397 | 0.733 | 0.303 | |
| 표준편차 | 0.004 | 0.005 | 0.019 | 0.006 | 0.012 | 0.009 | 0.030 | 0.036 | |
| Ref |
OD | 0.038 | 0.089 | 0.097 | 0.321 | 0.233 | 0.057 | 0.319 | 0.067 |
| OD | 0.039 | 0.138 | 0.098 | 0.314 | 0.252 | 0.059 | 0.326 | 0.063 | |
| 평균 | 0.039 | 0.113 | 0.097 | 0.318 | 0.242 | 0.058 | 0.322 | 0.065 | |
| 표준편차 | 0.001 | 0.035 | 0.001 | 0.005 | 0.013 | 0.001 | 0.005 | 0.002 | |
| 소거능(%) | 36.846 | 24.737 | 19.639 | 48.087 | 33.452 | 19.393 | 53.225 | ||
* OD = 광학밀도(optical density)
3. 오보뮤신의 효소 가수분해물의 ABTS 라디칼 소거능(항산화 활성) 측정 결과
(1) Protamex에 의한 효소 가수분해물
계란에서 Ovomucin 단백질을 분리한 뒤 가수분해 효소인 Protamex로 50 ℃, pH 7에서 2시간, 4시간, 6시간 및 24시간동안 처리하였다. 표준곡선을 작성하기 위한 양성 대조군으로서 갈산(gallic acid)을 선택하였다. 표준곡선 방정식으로부터 계산된 갈산의 IC50 값은 62 μM이었다.
각각의 처리시간에 따른 ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 하기의 표 7에 기재된 바와 같이, 오보뮤신의 Protamex에 의한 효소 가수분해물의 ABTS 라디칼 소거능은 85 ~ 92 %로 상당히 높은 라디칼 소거능을 나타내었다.
| 2 mg/ml | 대조군 | 0 시간 | 2 시간 | 4 시간 | 6 시간 | 24 시간 | |
| 가수분해물+ABTS |
OD | 0.701 | 0.284 | 0.140 | 0.121 | 0.119 | 0.108 |
| OD | 0.700 | 0.282 | 0.185 | 0.133 | 0.114 | 0.115 | |
| OD | 0.701 | ||||||
| 평균 | 0.701 | 0.283 | 0.163 | 0.127 | 0.117 | 0.112 | |
| 표준편차 | 0.001 | 0.001 | 0.032 | 0.008 | 0.004 | 0.005 | |
| Ref |
OD | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 |
| OD | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | |
| 평균 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | |
| 표준편차 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
| 소거능(%) | 68.173 | 85.371 | 90.438 | 91.936 | 92.650 | ||
* OD = 광학밀도(optical density)
(2) Flavourzyme에 의한 효소 가수분해물
계란에서 Ovomucin 단백질을 분리한 뒤 가수분해 효소인 Flavourzyme로 50 ℃, pH 7에서 2시간, 4시간, 6시간 및 24시간동안 처리하였다. 표준곡선을 작성하기 위한 양성 대조군으로서 갈산(gallic acid)을 선택하였다.
각각의 처리시간에 따른 ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 하기의 표 8에 기재된 바와 같이, 오보뮤신의 Flavourzyme에 의한 효소 가수분해물의 ABTS 라디칼 소거능은 85 ~ 90 %로 상당히 높은 라디칼 소거능을 나타내었다.
| 2 mg/ml | 대조군 | 0 시간 | 2 시간 | 4 시간 | 6 시간 | 24 시간 | |
| 가수분해물+ABTS |
OD | 0.701 | 0.359 | 0.153 | 0.129 | 0.127 | 0.129 |
| OD | 0.700 | 0.367 | 0.161 | 0.135 | 0.123 | 0.129 | |
| OD | 0.701 | ||||||
| 평균 | 0.701 | 0.363 | 0.157 | 0.132 | 0.125 | 0.129 | |
| 표준편차 | 0.001 | 0.006 | 0.006 | 0.004 | 0.003 | 0.000 | |
| Ref |
OD | 0.058 | 0.058 | 0.058 | 0.058 | 0.058 | 0.058 |
| OD | 0.058 | 0.058 | 0.058 | 0.058 | 0.058 | 0.058 | |
| 평균 | 0.058 | 0.058 | 0.058 | 0.058 | 0.058 | 0.058 | |
| 표준편차 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
| 소거능(%) | 56.470 | 85.871 | 89.439 | 90.438 | 89.867 | ||
* OD = 광학밀도(optical density)
4. 합성 펩타이드의 항산화 활성 측정 결과
(1) 오보뮤신의 효소 가수분해물에 포함된 펩타이드 분획의 ABTS 라디칼 소거능(항산화 활성) 측정 결과
상기의 결과로부터, 효소 처리되지 않은 오보뮤신 단백질도 항산화 활성이 있으나, 이를 가수분해할 경우 항산화 활성이 더 증가한 것으로 확인할 수 있었다. 따라서, 상기 오보뮤신 단백질 또는 이의 가수분해물은 천연 항산화제로서 사료, 사료첨가제 또는 식품첨가제로 사용될 수 있음을 확인하였다.
상기 오보뮤신의 가수분해물로부터 항산화 활성을 가진 펩타이드를 탐색하기 위하여, 오보뮤신을 protamex로 가수분해하고 초미세여과(ultrafiltration)로 3 kDa 이하의 펩타이드를 수집하였다. 이어서 수집된 펩타이드를 고성능액체크로마토그래피(HPLC)로 분획한 결과 하기의 표 9에 기재된 바와 같이, 모든 분획에서 항산화 활성이 나타났으나, 특히 2번 분획(fraction)에서 유의한 항산화 활성이 확인되었다.
| 2 mg/ml | 대조군 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 분획+ABTS |
OD | 0.698 | 0.626 | 0.405 | 0.502 | 0.610 | 0.619 | 0.632 | 0.636 | 0.630 | 0.630 | 0.616 |
| OD | 0.697 | 0.636 | 0.405 | 0.515 | 0.610 | 0.628 | 0.639 | 0.637 | 0.632 | 0.632 | 0.630 | |
| OD | 0.698 | |||||||||||
| 평균 | 0.698 | 0.631 | 0.405 | 0.509 | 0.610 | 0.624 | 0.636 | 0.637 | 0.631 | 0.631 | 0.623 | |
| 표준편차 | 0.001 | 0.007 | 0.000 | 0.009 | 0.000 | 0.006 | 0.005 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.010 | |
| Ref |
OD | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 |
| OD | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | 0.060 | |
| 평균 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | 0.061 | |
| 표준편차 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | |
| 소거능(%) | 18.23 | 50.62 | 35.77 | 21.24 | 19.30 | 17.58 | 17.44 | 18.23 | 18.23 | 19.37 | ||
가장 강한 ABTS 라디칼 소거능(항산화 활성)이 확인된 2번 분획을 액체 크로마토그래피 질량 분석(LC/MS/MS)으로 분석한 결과, 2번 분획에 항산화능을 가진 다양한 펩타이드가 포함되어 있는 것으로 관찰되었다(펩타이드 NIQTDDFRT, SKGDPGEWR, SGLYIIVEIPELEVYVSY, DWKAPV, NIQTDDFR, FYKPGET, SKGDPGEW CLPFEESNCVPGTVDVTSDGC, IKILSSAGVQIRVQMKPVMQLS, VVPPQPY, VCLPFEESNCVPGTVDV, QFGNFHKVEDPSE INMTDLCADQPFKSALGQKH, LDEPDPL 등 포함).
본 발명자들은 상기 펩타이드 중 보다 우수한 항산화능을 가지는 하기의 일반식 Ⅰ로 표시되는 서열번호 1 또는 일반식 Ⅱ로 표시되는 서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 항산화 펩타이드를 선정하여 종래 공지된 고상 합성 기술(solid-phase synthesis technique)을 이용하여 합성하였다.
[일반식 Ⅰ]
Asn-Ile-Gln-Thr-Asp-Asp-Phe-Arg-Thr (NIQTDDFRT)
[일반식 Ⅱ]
Leu-Asp-Glu-Pro-Asp-Pro-Leu (LDEPDPL)
(2) 합성 펩타이드의 DPPH 라디칼 소거능
일반식 Ⅰ로 표시되는 서열번호 1 또는 일반식 Ⅱ로 표시되는 서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 항산화 펩타이드를 합성하여, 각각 1, 2.5 및 5 mg/ml를 0.2 mM의 DPPH 용액에 첨가하여 라디칼 소거능을 측정하였다.
그 결과, 하기의 표 10에 기재된 바와 같이, 펩타이드 NIQTDDFRT는 5 mg/ml를 사용할 경우 24.78 %, 펩타이드 LEDPDPL는 5 mg/ml를 사용할 경우 51.877 %의 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었는바, 실제 단백질을 합성하지 않더라도 합성된 짧은 길이의 펩타이드로도 항산화 활성을 유지할 수 있음을 확인하였다.
| DPPH |
대조군 |
NIQTDDFRT | LDEPDPL | ||||
| 1 mg/ml | 2.5 mg/ml | 5 mg/ml | 1 mg/ml | 2.5 mg/ml | 5 mg/ml | ||
| OD | 0.462 | 0.448 | 0.417 | 0.382 | 0.391 | 0.321 | 0.262 |
| 0.507 | 0.425 | 0.402 | 0.372 | 0.360 | 0.324 | 0.255 | |
| 0.521 | 0.452 | 0.429 | 0.396 | 0.387 | 0.320 | 0.261 | |
| 평균 | 0.497 | 0.442 | 0.416 | 0.383 | 0.379 | 0.322 | 0.259 |
| 소거능 (%) |
0.000 | 12.033 | 17.644 | 24.780 | 25.625 | 38.292 | 51.877 |
(3) 합성 펩타이드의 ABTS 라디칼 소거능
일반식 Ⅰ로 표시되는 서열번호 1 또는 일반식 Ⅱ로 표시되는 서열번호 2의 아미노산 서열을 가지는 항산화 펩타이드를 합성하여, 각각 1, 2.5 및 5 mg/ml를 0.2 mM의 ABTS 용액에 첨가하여 라디칼 소거능을 측정하였다.
그 결과, 하기의 표 11에 기재된 바와 같이, 펩타이드 NIQTDDFRT는 5 mg/ml를 사용할 경우 0.987 %, 펩타이드 LEDPDPL는 5 mg/ml를 사용할 경우 19.721 %의 ABTS 라디칼 소거능을 나타내었는바, 실제 단백질을 합성하지 않더라도 합성된 짧은 길이의 펩타이드 LEDPDPL로도 항산화 활성을 유지할 수 있음을 확인하였다.
| ABTS |
대조군 |
NIQTDDFRT | LDEPDPL | ||||
| 1 mg/ml | 2.5 mg/ml | 5 mg/ml | 1 mg/ml | 2.5 mg/ml | 5 mg/ml | ||
| OD | 0.664 | 0.657 | 0.661 | 0.661 | 0.638 | 0.598 | 0.536 |
| 0.665 | 0.662 | 0.662 | 0.658 | 0.641 | 0.597 | 0.533 | |
| 0.666 | 0.663 | 0.661 | 0.657 | 0.639 | 0.596 | 0.533 | |
| 평균 | 0.665 | 0.660 | 0.661 | 0.659 | 0.639 | 0.597 | 0.534 |
| 소거능 (%) |
0.000 | 0.722 | 0.596 | 0.987 | 3.864 | 10.289 | 19.721 |
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 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.
<110> RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION
<120> Anti-oxidative peptide and composition containing the same
<130> NPF-23171
<160> 2
<170> KopatentIn 2.0
<210> 1
<211> 9
<212> PRT
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> anti-oxidative peptide
<400> 1
Asn Ile Gln Thr Asp Asp Phe Arg Thr
1 5
<210> 2
<211> 7
<212> PRT
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> anti-oxidative peptide
<400> 2
Leu Asp Glu Pro Asp Pro Leu
1 5
Claims (4)
- 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 항산화 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 사료첨가용 항산화 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 조성물은 오보뮤신의 가수분해물을 더 포함하는 항산화 조성물.
- 제2항에 있어서,
상기 오보뮤신의 가수분해물은 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열로 이루어진 항산화 펩타이드를 포함하는 항산화 조성물.
- 제2항에 있어서,
상기 오보뮤신의 가수분해물은 알칼라아제(Alcalase), 플라보자임(Flavourzyme), 뉴트라아제(Neutrase) 및 프로타멕스(Protamex)로부터 선택되는 하나 이상의 효소에 의한 가수분해물인 항산화 조성물.
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