KR101553637B1 - 펩타이드 지방산 유도체 및 이를 함유하는 주름 개선용 화장품 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정 개수의 지방족 카르복시산이 결합, 개질된 펩타이드 유도체 및 이 펩타이드 유도체를 유효 성분으로 함유하는 기능성 화장품에 관한 것이다. 본 발명에 따라 합성된 펩타이드 유도체는 피부 세포에 대한 투과력이 양호하며, 콜라겐 세포의 재생 능력이 우수할 뿐만 아니라, 세포 독성 문제도 없다. 따라서 본 발명의 펩타이드 유도체를 사용하여 주름 개선을 위한 화장품의 유효 성분으로 활용될 수 있다.

Description

펩타이드 지방산 유도체 및 이를 함유하는 주름 개선용 화장품 조성물{PEPTIDE FATTY ACID DERIVATIVE AND COSMETIC COMPOSITION HAVING ANTI-WRINKLE ACTIVITY CONTAINING THE DERIVATIVE}

본 발명은 펩타이드 유도체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피부 투과도가 향상되고 세포 독성이 없는 펩타이드 유도체 및 이를 유효 성분으로 함유하는 주름 개선용 화장품 조성물에 관한 것이다.

화장품은 유사 이전 시대부터 자기 과시, 자연환경 등으로부터의 보호, 신분이나 계급을 표시하기 위하여 식물의 기름, 꽃잎, 숯이나 황토 등을 사용한 것에서 유래한다. 과거의 화장품이 단순히 피부를 청결, 보호, 미화하기 위한 것이었다면, 최근에는 소비자 욕구에 부합하는 다양한 생리적 효과를 갖는 기능성 화장품에 대한 관심이 높아지고 있다.

기능성 화장품이란, ⅰ) 피부에 멜라민 색소가 침착하는 것을 방지하거나, 멜라닌 색소의 색을 엷게 하는 등의 방법으로 피부 미백에 도움을 주는 제품, ⅱ) 피부에 탄력을 주어 피부의 주름개선에 도움을 주는 제품, ⅲ) 강한 햇볕을 방지하거나 자외선을 차단 또는 산란시키는 등의 방법으로 피부를 곱게 태워주거나 자외선으로부터 피부를 보호하는데 도움을 주는 제품을 의미한다.

기능성 화장품의 개발과 관련해서는 피부 세포 내 신호전달체계 및 관련 물질의 조절 메커니즘과 같은 피부 생리에 대한 기본적인 메커니즘 연구를 기반으로 새로운 작용 원리 및 메커니즘을 규명하는 연구를 통하여 피부 활성 물질을 개발하고 이를 효과적으로 전달할 수 있는 적절한 제형을 개발하여야 한다. 최근의 기능성 화장품 연구에서 효능이 개선된 소재의 개발과 관련하여, 약학, 피부과학 및 생명과학 등 인접기술에서 효능이 알려진 물질을 화장품에 도입하는 방법이나, 한방 생약재 또는 천연물로부터 효능 물질을 추출하거나, 생명과학 기술을 응용하여 신소재를 개발하거나 유도체를 합성하여 그 효능을 찾는 방법이 활발하게 진행되고 있다. 아울러, 기능성 화장품에 사용될 수 있는 소재를 피부에 적절히 전달하는 경피 흡수 시스템과 관련해서, 리포좀(liposome), 나노캡슐 등 미립자 포접체의 개발 및 선택적 경피 흡수를 위한 제재 개발 등 경피전달시스템(transdermal delivery system, TDS) 분야의 연구가 집중적으로 이루어지고 있다.

피부는 생체의 가장 바깥쪽에 형성되어 생체를 외부의 위험 물질로부터 보호하지만, 다양한 외부의 자극에 의하여 노화되기 쉽다. 피부에 생기는 주름은 자연 노화(내인적 노화)와 광노화(photo-aging; 외인적 노화)로 인한 피부 노화가 주요 원인이다. 피부 세포가 노화되면, 세포 재생 능력의 저하로 인하여 콜라겐이나 엘라스틴 같은 탄력섬유가 감소하거나 활성산소에 의해 과산화지질이 생성된다든지, 생체 구성물질의 산화에 따른 변성된다. 이처럼 피부 조직이 노화됨에 따라 피부 조직을 구성하는 섬유질과 기질의 생합성 능력이 저하되어, 피부의 두께가 얇아지고 피부의 탄력이 저하되어 주름이 형성된다. 따라서 노화 방지 또는 주름을 개선하기 위해서는 콜라겐 합성 촉진, 항산화 작용 등의 기능이 요구된다.

주름 개선 기능성 화장품의 소재로서 ⅰ) 피부 전환(skin turnover)을 자극하는 방법으로 표피 세포(epidermal cell)의 분화 및 재생을 제어하는 성분(예: 레티노이드(Retinoids), 알파-하이드록시산(α-hydroxy acid, AHAs), 메발론산(Mevalonic acid, MA)), ⅱ) 콜라겐의 분해에 관여하는 (Matrix metalloproteinase-1(MMP-1)의 활성을 억제하여 콜라겐의 대사를 억제하거나, 콜라겐 또는 히알루론산의 합성을 촉진하는 등의 방법으로 세포외 기질(extracellualr matrix, ECM)을 조절하는 성분(예: 실리실산(Silicic acid), N-메틸-L-세린, 이소플라보노이드, 작약에서 추출한 파오니플로린(Paoniflorin), 레티노익-d-토코페롤), ⅲ) 과산화지질의 생성을 억제하는 등의 방법으로 활성산소(ROS)를 소거(scavenger)하는 항산화제 성분(예: 벤자스타틴(Benzatatins), 멜라노신(Melanocins), 코엔자임 Q10), 아스탁산틴(Astaxanthin)), ⅳ) 항염증 작용 성분(예: 글리시리진산(Glycyrrhizic acid) 유도체), ⅴ) 자외선에 의해 손상된 DNA를 보호하거나 DNA를 수선함으로써 자외선에 의한 피부 손상을 방지하는 성분(예: 크레아틴(Creatin), 캔들부쉬(Candlebush) 추출물, 식물성 플랑크톤에서 추출한 photolyase), ⅵ) 근육 운동을 저하하는 유사-보톡스(Botox-like) 펩타이드류 등이 개발되었다.

펩타이드는 인체 내에서 호르몬으로서 기능하거나 면역에 관여하기도 하는데, 피부 세포와 관련해서 상처 치유, 손상된 피부에 대한 피부 장벽 회복(skin-barrier repair) 등의 기능을 한다고 알려져 있다. 약품이나 화장품의 활성 성분 또는 보조 성분으로서 인체에 투여되는 펩타이드는 신호 펩타이드(signal peptide), 효소 억제 펩타이드, 신경전달물질(neurotransmitter) 억제 펩타이드, 활성 성분의 세포 내로의 이동을 촉진하는 캐리어(carrier) 펩타이드로 구분될 수 있다. 그 중에서도 화장품 분야에서 사용되는 펩타이드는 피부 조직 내에서의 특정 단백질의 합성을 촉진 또는 유도하는 신호 펩타이드가 사용된다. 하지만 펩타이드는 친수성 성질을 가지고 있기 때문에, 경피 투여되는 화장품의 성분으로 사용하더라도 피부를 통과하지 못하여 실제로 기능을 발휘하지 못한다. 더욱이, 피부 내에 상당량 존재하는 효소에 취약하기 때문에, 펩타이드가 흡수되었다고 하더라도 이들 펩타이드가 분해되어 효과를 발휘하지 못할 수 있다. 또한 일부 펩타이드 유도체 성분들은 세포 독성을 나타내는 것으로 알려져 있기 때문에, 화장품의 활성 성분으로 부적합하다.

따라서 기능성 화장품의 활성 성분으로서 피부 세포 내부로 효율적으로 침투할 수 있으며, 피부 세포에 흡수되더라도 생체 내에서 분해되지 않고 장기간 안정적으로 존재할 수 있는 동시에, 피부 독성이 없는 소재를 개발할 필요성이 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 피부 세포로의 투과가 양호하고, 피부 재생 능력이 우수할 뿐만 아니라, 세포 독성이 없는 펩타이드 유도체를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이 펩타이드 유도체를 유효 성분으로 함유하는 기능성 화장품을 제공하고자 하는 것이다.

전술한 목적을 가지는 본 발명은 글리실프롤린의 디펩타이드에 적절한 탄소수의 지방족 카르복시산으로 개질(modification)되어 있는 화합물 및 이 화합물을 유효 성분으로 함유하는 주름 개선용 화장품 조성물에 관한 것이다.

먼저 본 발명은 하기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 펩타이드 유도체로서의 화합물을 제공한다.

(화학식 (Ⅰ)에서 R은 카르복시기를 통하여 아마이드 결합되는 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이다.)

예를 들어, 상기 지방족 카르복시산은 포화 지방산 또는 불포화 지방족 카르복시산일 수 있으며, 구체적으로 상기 지방족 카르복시산은 부티르산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노나논산, 데칸산으로 구성되는 군에서 선택되는 지방족 모노카르복시산이다.

예를 들어, 상기 지방족 카르복시산은 부탄산, 펜탄산, 옥탄산 및 데칸산으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 상기 지방족 카르복시산은 C₅-C₈의 지방족 카르복시산일 수 있다.

또한, 본 발명은 하기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 펩타이드 유도체로서의 화합물을 유효 성분으로 포함하는 주름 개선용 화장품 조성물을 제공한다.

(화학식 (Ⅰ)에서 R은 카르복시기를 통하여 아마이드 결합되는 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이다.)

예를 들어, 상기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 펩타이드 유도체는 상기 화장품 조성물 중에 0.1 ~ 1000 μM의 농도, 바람직하게는 1 ~ 500 μM의 농도, 더욱 바람직하게는 10 ~ 200 μM의 농도로 함유될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 화합물은 피부 조직에서의 콜라겐 생합성을 유도하고/유도하거나, 피부 조직에서 프롤리다아제(Prolidase)의 활성을 촉진시키는 방법으로 피부의 노화를 방지하여 주름 생성을 완화할 수 있다.

예시적으로 본 발명의 주름 개선용 화장품 조성물은 유액, 크림, 화장수, 팩, 파운데이션, 로션, 미용액 및 모발 화장료의 형태로 제형화될 수 있지만, 그 외에도 화장품 업계에서 사용될 수 있는 임의의 다른 제형으로 조제될 수 있다.

본 발명에서는 글리실프롤린의 디펩타이드의 말단으로 친유성의 지방산을 도입한 유도체로서의 화합물을 제안한다. 본 발명에 따라 합성된 디펩타이드 유도체로서 소정 개수의 지방족 카르복시산이 도입된 화합물은 피부 세포에 대한 투과성이 크게 향상되었으며, 피부 세포의 증식을 유도한다.

또한, 이 화합물은 피부 세포에서 콜라겐의 생합성을 촉진할 뿐만 아니라, 콜라겐의 재생성에 관여하는 효소인 프롤리다아제의 활성을 증진시키고, 세포 독성을 초래하지 야기하지 않는다.

따라서 본 발명에 따라 합성된 유도체는 피부의 노화 방지 및/또는 주름 개선용 화장품의 유효 성분으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따라 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이 결합(conjugation)된 글리실프롤린 펩타이드 유도체를 진피 섬유아세포에 투여한 뒤 해당 펩타이드 유도체에 의한 섬유아세포의 증식 효과를 Wst-1 assay를 통해 분석한 결과를 측정한 그래프이다. 대조군으로 카르복시산으로 치환되지 않은 글리실프롤린 펩타이드(GP), 프로판산(C₃), 라우르산(C₁₂) 및 팔미트산(C₁₆)으로 치환된 글리실프롤린 펩타이드를 사용하였다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이 결합(conjugation)된 글리실프롤린 펩타이드 유도체를 인간 진피 섬유아세포에 투여한 뒤, 해당 펩타이드 유도체에 의한 콜라겐 생합성 정도를 측정한 그래프이다. 대조군으로 카르복시산으로 치환되지 않은 글리실프롤린 펩타이드(GP), 프로판산(C₃), 라우르산(C₁₂) 및 팔미트산(C₁₆)으로 치환된 글리실프롤린 펩타이드를 사용하였다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따라 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이 결합(conjugation)된 글리실프롤린 펩타이드 유도체를 섬유아세포에 투여한 뒤, 세포 용해액에서 프롤리다아제의 활성을 측정한 그래프이다. 음성 대조군(NT), 대조군으로 카르복시산으로 치환되지 않은 글리실프롤린 펩타이드(GP), 프로판산(C₃), 라우르산(C₁₂) 및 팔미트산(C₁₆)으로 치환된 글리실프롤린 펩타이드를 사용하였으며, 양성 대조군으로 프롤리다아제의 활성을 유도하는 것으로 알려진 인슐린-유사 성장인자(Insulin-like growth factor, IGF)를 사용하였다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따라 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이 결합(conjugation)된 글리실프롤린 펩타이드 유도체를 hairless mouse를 이용한 Franz cell 시험법을 이용하여 피부 투과력을 측정한 그래프이다. 대조군으로 카르복시산으로 치환되지 않은 글리실프롤린 펩타이드(GP), 프로판산(C₃), 라우르산(C₁₂) 및 팔미트산(C₁₆)으로 치환된 글리실프롤린 펩타이드를 사용하였다.

이하, 필요한 경우 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다.

A. 지방족 카르복시산으로 개질된 펩타이드 유도체로서의 화합물

본 발명에 따라 합성되는 지방족 카르복시산으로 개질된 펩타이드 유도체인 화합물은, 글리실프롤린 디펩타이드의 N-말단에 카르복시기를 통하여 아마이드 결합(conjugation)에 의하여 개질된 화합물로서 하기 화학식 (Ⅰ)로 표시될 수 있다.

(화학식 (Ⅰ)에서 R은 카르복시기를 통하여 아마이드 결합되는 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이다.)

본 발명의 펩타이드 유도체는 글리신(Glycine)과 프롤린(Proline)으로 구성되는 디펩타이드인 글리실프롤린(glycylproline)의 N-말단으로 적절한 탄소 개수를 가지는 지방족 카르복시산이 아마이드 결합을 통하여 연결된 유도체이다. 본 발명에 따르면 글리실프롤린의 디펩타이드에 결합될 수 있는 지방족 카르복시산은 포화 지방산 또는 불포화 지방족 카르복시산일 수 있으며, 직쇄 또는 측쇄 형태를 가질 수 있다. 특히 바람직하게는 직쇄 형태의 포화 지방족 카르복시산이다.

본 발명에 따라 글리실프롤린의 N-말단으로 카르복시기를 통하여 아마이드 결합할 수 있는 포화 지방족 카르복시산의 비제한적인 예를 들면, 부탄산/부티르산(butanoic acid/butyric acid), 펜탄산/발레르산(pentanoic acid/valeric acid), 헥산산/카프로산(hexanoic acid/caproic acid), 헵탄산/에난틱산(heptanoic acid/Enanthic acid), 옥탄산/카프릴산(octanoic acid/caprylic acid), 노나논산/펠라르곤산(nonanoic acid/pelargonic acid), 데카논산/카프리산(decanoic acid/capric acid)과 같은 포화 지방족 모노카르복시산; 숙신산(succinic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 피멜린산(pimelic acid), 수베릭산(suberic acid), 아젤라익산(azelaic aicd), 세바식산(sebacic acid)과 같은 지방족 디카르복시산; 시트르산(citric acid), 이소시트르산(isocitric acid), 프로판-1,2,3-트리카르복시산(propane-1,2,3-tricarboxylic acid)과 같은 지방족 트리카르복시산을 포함한다.

또한, 본 발명에 따라 글리실프롤린의 N-말단으로 카르복시기를 통하여 아마이드 결합될 수 있는 불포화 지방족 카르복시산의 비제한적인 예를 들면, 크로톤산(crotonic acid)과 같은 부텐산(butenoic acid), 펜텐산(pentenoic acid), 헥센산(hexenoic acid), 헵텐산(heptenoic acid). 옥텐산(octenoic acid), 노넨산(nonenoic acid), 시스-4-데케논산/오브투실산(cis-4-decenoic acid, obtusilic acid; 10:1(n-6)), 시스-9-데케논산/카프롤레산(cis-9-decenoic acid/caproleic acid; 10:(n-1))과 같은 데케논산(decenoic acid), 아코니트산(aconitic acid) 등의 불포화 지방족 카르복시산을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따라 글리실프롤린의 N-말단으로 아마이드 결합을 통하여 도입 가능한 지방족 카르복시산은 C₄-C₁₀의 포화 지방족 모노카르복시산이다. 예시적으로 본 발명에 따라 글리실프롤린의 N-말단으로 아마이드 결합을 통하여 결합(conjugation)될 수 있는 지방족 카르복시산은 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노나논산 및 데칸산으로 구성되는 군에서 선택되는 지방족 모노카르복시산이이며, 특히 바람직하게는 C₅-C₈의 포화 지방족 모노카르복시산이다.

본 발명의 예시적인 실시형태서 확인한 바에 따르면, 글리실프롤린의 N-말단에 도입된 이들 지방족 카르복시산의 탄소 개수가 4개 미만이면, 치환되지 않은 글리실프롤린 디펩타이드에 비하여 세포 투과도의 향상을 기대하기 어렵다. 따라서 예를 들어 포름산, 아세트산 및 프로피온산(프로판산)과 같이 탄소 개수가 4 미만인 카르복시산이 도입된 글리실프롤린 유도체를 화장품의 유효 성분으로 사용하더라도 피부 세포의 내부로 효율적으로 침투하지 못하는 문제가 있어서 피부 세포의 성장률 향상, 콜라겐의 재생 능력 개선 및 이에 관여하는 프롤리다아제의 활성 개선 등을 기대할 수 없기 때문에 주름 개선 효과가 미비할 수 있다.

반면, 예를 들어 팔미트산과 같이 탄소 개수가 10개를 초과한 지방족 카르복시산이 도입된 글리실프롤린 디펩타이드 유도체는 오히려 피부 세포에 독성을 나타낸다. 따라서 탄소 개수 10개를 초과하는 카르복시산, 예를 들어 탄소수 12개인 라우르산(lauric acid)나 탄소수 16개인 팔미트산(palmitic acid)이 도입된 글리실프롤린 유도체는 피부 세포에서의 콜라겐의 생합성이 억제되어 피부 세포의 노화를 야기하는 등 주름 개선에 악영향을 미칠 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에서 확인한 바에 따르면 놀랍게도 탄소수 10개를 초과하는 지방족 카르복시산이 도입된 글리실프롤린 유도체는 섬유아세포의 증식, 콜라겐 생합성 및 프롤리다아제의 활성을 저해할 뿐만 아니라 피부 투과도도 저해된다.

특정 화합물이 피부 장벽을 통과하여 피부 내로 흡수되는 정도는 다양한 인자에 달려 있는데, 그 중에서도 해당 화합물의 분자량, 녹는점 및 소수성/친수성 정도가 작용한다. 피부를 구성하는 조직 중에서도 가장 바깥쪽의 각질(stratum corneum)은 지질 이중층을 사이에 두고 소수성이 높은 불용성 단백질인 케라틴이 적층된 구조를 이루고 있다. 펩타이드는 수소 결합이 가능한 아마이드 결합을 가지고 있는 친수성 물질로서, 피부 조직에 존재하는 다른 물질과 수소 결합을 형성하는 등의 이유로 특히 피부 표피 세포의 가장 외곽을 이루는 각질층에서 확산되기 어렵다. 펩타이드를 피부에 투여하였을 경우, 피부 조직에 존재하는 다른 물질과 수소 결합을 하는 등의 이유로 피부 조직으로의 침투가 곤란하다.

따라서 본 발명에서는 글리실프롤린의 N-말단에 친유성 작용기로서 적절한 개수의 탄소수를 갖는 소수성의 지방족 카르복시산이 아마이드 결합을 통하여 도입되어 개질된(modified) 펩타이드 유도체를 합성하여, 피부 세포 장벽의 투과도를 향상시키고자 하였다. 이러한 목적과 관련해서 본 발명에 따라 글리실프롤린의 N-말단에 결합하는 지방족 카르복시산은 C₄-C₁₀의 직쇄 또는 측쇄 형태의, 포화 또는 불포화 지방족 카르복시산이다. 놀랍게도 본 발명에서 확인한 바에 따르면, 글리실프롤린 디펩타이드에 결합하는 지방족 카르복시산의 탄소 개수가 4개 미만이면 글리실프롤린에 대한 세포 투과 효과를 기대하기 어렵고, 지방족 카르복시산의 탄소 개수가 10개를 초과하면 세포 독성으로 인하여 피부 세포의 생장 및 이와 밀접한 연관을 갖는 콜라겐 재합성을 억제하는 것으로 드러났다.

종래, 기능성 화장품 소재와 관련해서, 일반적으로 팔미트산과 같이 탄소수 16개 이상의 고급 지방산을 결합하였을 경우에 세포 투과도를 향상시킬 수 있다고 알려져 있다. 하지만 본 발명에 따르면 기존의 것보다 적은 개수의 탄소를 포함하는 카르복시산을 디펩타이드에 결합시키는 경우에 세포 투과도를 향상시킬 수 있으며, 세포 독성이 없어서 피부 세포의 성장을 향상시킬 수 있다는 점을 확인하였다. 아울러, 본 발명에 따라 적절한 탄소 개수의 카르복시산이 도입된 디펩타이드 유도체를 투여하면, 피부의 탄력 유지와 밀접한 관련이 있는 콜라겐을 재생할 뿐만 아니라, 콜라겐의 재생에 관여하는 프롤리다아제의 활성을 증가시킨다.

특히 본 발명에 따르면 놀랍게도 팔미트산과 같이 탄소수 16개 이상의 고급 지방산을 디펩타이드 결합한 유도체의 경우에는 피부 세포에 대하여 독성을 야기하여 피부 세포의 성장을 억제하기 때문에 주름 개선의 효과를 기대하기 어렵다. 이처럼 본 발명의 디펩타이드에 아마이드 결합되는 지방산의 탄소 개수는 충분한 임계적 의의를 가지게 되며, 종래 펩타이드에 결합되었던 탄소수 16개 이상의 고급 지방산이 오히려 세포 독성을 야기한다는 점은 본 발명이 속하는 기술분야에서 예측하지 못했던 사실이다.

화학식 (Ⅰ)로 표시되는 펩타이드 유도체는 잘 알려진 방법에 따라 합성할 수 있다. 예를 들어, 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 펩타이드 유도체를 제조하기 위해서 먼저 글리실프롤린 디펩타이드를 합성한다. 글리실프롤린의 디펩타이드는 재조합 발현 벡터를 사용하는 생명공학적 방법이나 화학적 합성 방법을 사용할 수 있다. 생명공학적 방법으로서 글리신(Gly)을 코딩하는 염기(GGA, GGC, GGG, GGT)와 프롤린(Pro)을 코딩하는 염기(CCA, CCC, CCG, CCT)에 적절한 재조합 발현 벡터, 예를 들어 히스티딘(His) 태그를 가지는 플라스미드 벡터인 pET 벡터에 PCR 기법을 활용하여 디펩타이드 코딩 염기를 클로닝(cloning)하여 재조합 벡터를 제조한 뒤, 숙주인 대장균 내에서 His-Gly-Pro 펩타이드의 형태로 대량 발현한 뒤, 순수 정제하는 단계를 통하여 제조될 수 있다. 이때, 필요하다면, 글리실프롤린 디펩타이드를 코딩하는 염기와 별도로 다른 아미노산 또는 펩타이드를 코딩하는 염기를 동시에 삽입하여 융합 단백질의 형태로 발현시킬 수도 있다.

화학적 합성 방법의 예로는 액상 합성법과 고체상 합성법으로 구분될 수 있으나, 펩타이드 합성용 유기 합성기기를 이용하여 고체상 펩타이드를 합성하는 방법(Solid-phase peptide synthesis, SPPS)을 사용할 수 있다(R. B. Merrifield, Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide, J. Am. Chem. Soc., 1963, 85(14): 2149-2154; Dtsch. Med. Wochenschr. 109(49): 1901-2). 고체상 합성을 위하여 적당한 레진에 디펩타이드의 카르복시 말단을 구성하는 프롤린을 커플링(coupling)하고, 이어서 글리신과 프롤린을 커플링하는 방법으로 합성한다. 이때, 합성되는 아미노산인 글리신 및/또는 프롤린의 알파-아미노기, 즉 N-말단은 적절한 보호기로 보호된 형태로 사용될 수 있다.

먼저, 디펩타이드의 카르복시 말단을 구성하는 프롤린을 적절한 레진(resin)에 커플링(coupling)하여 프롤린 결합 레진을 스웰링(swelling)한다. 고체상 합성을 위하여 요구되는 레진은 적절한 유닛(링커)로 처리되어 있는 불용성이며 다공성의 고형상 지지체인 레진은 디펩타이드의 C-말단을 구성하는 프롤린과 결합된다. 사용될 수 있는 레진은 스웰링 및 견고함이 양호한 폴리스티렌 레진은 물론이고, 폴리아마이드 레진, PEG-hybrid 폴리스티렌 레진, 히드록시메틸 레진, 아미노메틸 레진, 클로로메틸레이티드 레진 또는 클로로트티틸 레진(예를 들어 2-클로로트리틸 클로라이드 레진(2-chlorotritylchloride, CTC 레진) 등을 사용할 수 있다. 이들 레진에 프롤린을 로딩(loading)하여, 이들 레진에 프롤린이 에스테르 결합되어 커플링된다. 이어서, 고체상 합성 반응을 통하여 프롤린과 글리신의 펩타이드 커플링 반응이 수행된다. 이때, 글리신은 알파-아미노산이 보호된 글리신을 사용할 수 있는데, 알파-아미노기를 보호하기 위한 보호기로서 t-BOC(t-butyloxycarbonyl), Fmoc(9-fluorenyl methoxyarbonyl), 벤질록시-카르보닐 (Z) (benzyloxy-carbonyl (Z)) 등을 사용할 수 있고, 특히 약 알칼리 조건에서도 제거될 수 있고 별다른 장비가 요구되지 않는 Fmoc를 사용할 수 있다. 디펩타이드를 합성할 때 글리신의 C-말단의 카르보닐기를 활성화시키기 위한 커플링 시약을 활성제로 사용할 수 있으며, 커플링 후의 N-말단의 보호기는 적절한 탈보호제를 사용할 수 있다.

펩타이드의 커플링에서 C-말단을 활성화하는데 사용될 수 있는 활성제의로는 (N-[(dimethylamino-)-1H -1,2,3-triazolo[4,5-b]pyridin-1-ylmethylene]-N-methylmethanaminium hexafluorophosphate N-oxide, HATU)와 1-히드록시-7-아자벤조트리아졸(1-hydroxy-7-azabenzotriazole, HOAt) 혹은 HBTU(N-[(1H-benzotriazol-1-yl)(dimethylamino)methylene]-N-methylmethanaminium hexafluorophosphate N-oxide)와 1-히드록시벤조트리아졸(1-hydroxybenzotriazole, HOBt)에 DIEA(N,N-diisopropylethylamine)가 함께 이용 될 수 있고, N,N'-디이소프로필카르보디이미드(DIC), 디사이클로헥실카보디이미드(dicyclohexylcarbodiimide, DCC)와 같이 카르복시산과 반응하여 반응성이 큰 O-아실이소우레아를 형성하는 카보디이미드류 같은 염기와, 라세미화를 방지할 수 있는 첨가 보조제로서 6-클로로-1-하이드록시-1H-벤조트리아졸(6-Chloro-1-hydroxy-1H-benzotriazole)과 같은 1-하이드록시-벤조트리아졸이(HOBt)나 1-하이드록시-7-아자-벤조트리아졸(HOAt) 등의 트리아졸류를 사용할 수 있다. 이들 트리아졸류는 카르복시기와 카보디이미드류의 반응에 의하여 형성된 O-아실이소우레아와 반응하여 반응성이 약한 에스테를 형성하여 라세미화를 방지한다.

디펩타이드 합성이 끝나면, 트리플루오로아세트산(TFA)을 포함하는 절단 용액에 의하여 지방산 유도체가 고체 수지에서 분리되고, 피페리딘 등을 사용하여 글리신의 보호기(예를 들어 fmoc 보호기)를 제거하는 탈보호 반응을 수행하여 글리실프롤린의 디펩타이드 합성을 종료한다. 필요에 따라서는 보호기가 제거된 디펩타이드를 적절한 산을 사용하여 레진으로부터 분리하는 공정이 먼저 수행된 뒤에, 카르복시산과의 결합 반응이 수행될 수 있다.

이어서, 합성된 디펩타이드의 N-말단으로 적절한 개수의 지방족 카르복시산을 아미드 결합한다. 예를 들어 포화 지방산의 말단에 존재하는 카르복시기와 디펩타이드 N-말단의 아민기가 반응하면 탈수, 축합에 의하여 아미드 결합된 형태의 카르복시산 디펩타이드 형태의 유도체를 합성할 수 있다. 이 반응은 예를 들어 디펩타이드와 레진이 커플링 된 상태에서 수행될 수 있는데, 이에 따라 고분자 비드가 생성된다. 예를 들어 디펩타이드를 구성하는 2개의 아미노산이 커플링 된 후, N-말단의 아민기는 원하는 알킬기를 원하는 알킬기를 가지는 아실 활성체, 예를 들어, 아실안하이드라이드(acylanhydride)와 DMAP(4-(N,N-dimethylamino)pyridine))를 함께 반응하여 N-말단에서 아마이드 결합을 형성하거나 결합(conjugation)되는 지방족 카르복시산과 N,N-디이소프로필카르보디이미드(DIC), 1-히드록시-7-아자벤조트리아졸(HOAt) 혹은 1-히드록시벤조트리아졸(HOBt)이 함께 사용되어 아마이드 결합을 형성 할 수 있다.

이처럼 레진과 커플링 된 디펩타이드에 지방족 카르복시산이 결합하는 경우에는 트리플루오로아세트산과 같은 산 수용액을 사용하여 고체 지지체 레진으로부터 지방산 디펩타이드 유도체를 절단, 분리한다. 필요에 따라서는 디에틸에테르 등을 가하여 합성된 카르복시산-디펩타이드를 결정화하고, 여과, 건조, HPLC 등을 이용한 분석, 정제 공정을 수행하고, 보관 및 판매를 위하여 동결건조 및 포장 등의 공정이 추가로 수행될 수 있다.

한편, 콜라겐(collagen)은 인체를 비롯한 동물의 연결 조직을 구성하는 주요한 단백질로서, 특히 피부 조직에서 진피 성분의 약 90% 가량을 차지하는 섬유상 단백질이다. 생체 내에서 다양한 생합성 과정을 거쳐서 합성되는 콜라겐의 기본 구조 단위는 2개의 동일한 α1 사슬과, 이 사슬과 비교해서 약간 상이한 α2 사슬의 3개의 서브유닛으로 구성되며, 3개의 사슬이 나선 구조를 이루는 트로포폴라겐(tropocollagen)이다. 특히 일부 프롤린과 세린은 수산화 반응(hydroxylation)에 의하여 하이드록시프롤린(hydroxyproline)과 하이드록시세린(hydroxyserine)으로 전환되어 있다. 이러한 특이적 아미노산에 의한 서브유닛에서의 분자내 가교결합(intramolecular crosslink) 및 서브유닛 사이에서의 분자간 가교결합(intermolecular crosslink)을 형성하고 있다.

이처럼 콜라겐은 결합 조직의 주된 구조 블록으로서, 피부를 비롯한 결합 조직에 높은 장력 강도를 제공할 뿐만 아니라, 변형을 극복할 수 있는 능력을 제공한다. 예를 들어 콜라겐은 피부의 견고성을 유지하고, 피부 조직의 결합력에 관여하기도 하며, 세포 접착(cell adhesion) 지탱 등에 관여한다. 자연적인 피부 노화 및 자외선 조사에 의한 광노화로 인하여 피부의 두께가 얇아지고, 이로 인하여 피부의 주름이 형성되는 것으로 알려져 있다. 아울러, 콜라겐은 골 이식이나 조직 재생성을 위한 스캐폴드, 인공 피부 대체 물질과 같은 조직 재구성을 위한 소재나 상처 치유를 위한 물질과 같은 의학적 용도로 활용되고 있다. 특히 생체 내에 존재하는 대부분의 콜라겐 형태인 타입 Ⅰ 콜라겐은 피부 조직에서 엘라스틴(elastin)과 함께 피부 장력과 피부의 탄력을 제공하는 물질로서, 자외선으로부터 피부를 보호하고 주름을 예방한다.

피부 세포인 섬유아세포(fibroblast)의 구성 단백질인 콜라겐에서는 프롤린(Pro)과 하이드록시프롤린(Hyp)이 반복 구조(Gly-Pro-X 또는 Gly-X-HyP; Gly은 글리신이고 X는 그 이외의 아미노산)를 이루고 있다. 이처럼 콜라겐은 프롤린과 하이드록시프롤린이 반복되는 구조를 가지는데, 섬유아세포는 이들 아미노산을 생합성하지 않고 세포 주변의 세포외기질(Extracellular Matrix, ECM)에서 제공받는 독특한 생리학적 특성을 보인다. 섬유아세포에서 프롤린과 하이드록시프롤린의 공급과 관련해서, 프롤리다아제(Prolidase)가 중요한 역할을 수행하는데, Xaa-Pro 디펩티다아제라고도 불리는 프롤리다아제는 펩타이드의 C-말단에 위치하는 프롤린 또는 하이드록시프롤린을 갖는 디펩타이드를 가수분해하는 세포질 내 효소이다. 콜라겐에는 프롤린 또는 하이드록시프롤린과 같은 이미노산(imino acid)의 함량이 높기 때문에, 프롤리다아제는 콜라겐의 대사에서 중요한 역할을 수행한다. 즉, 콜라겐의 분해 과정 중 최종 단계에 관여하는 프롤리다아제에 의해서 콜라겐의 주요 아미노산 또는 이미노산인 프롤린 또는 하이드록시프롤린으로 분해되고, 이에 따라 생성된 프롤린 또는 하이드록시프롤린은 70-90% 가량이 리사이클링되어 콜라겐의 합성에 사용된다. 따라서 프롤린의 리사이클링을 촉진하는 효소인 프롤리다아제의 활성을 촉진시키면, 콜라겐의 생합성이 증가되어 주름 개선의 효과를 거둘 수 있다.

어린 피부 세포에서 ECM의 분해, 프롤리다아제의 활성 등 모든 생리적 현상이 정상적으로 작동하지만, 피부 세포가 자연적 원인이든 또는 자외선에 의해서 노화되면 피부 세포가 합성해내는 콜라겐과 같은 ECM 분자의 양이 줄어들 뿐만 아니라, 프롤리다아제의 활성도 같이 저하되어 콜라겐의 재생률이 급격하게 저하되고, 이에 따라 피부의 탄력이 감소하여 주름이 생긴다.

본 발명의 예시적인 실시형태에 따르면, 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 적절한 탄소 개수를 갖는 카르복시산이 N-말단에 도입된 디펩타이드 유도체를 피부에 투여하면, 피부 조직을 구성하는 섬유아세포의 증식을 유도할 뿐만 아니라(도 1 참조), 진피 섬유아세포에서의 콜라겐 생합성을 증진시킨다(도 2 참조). 아울러, 본 발명에 따라 합성된 펩타이드 유도체는 콜라겐의 재합성에 관여하는 프롤리다아제의 활성 역시 향상시키고(도 3 참조), 특히 피부 장벽을 통과하여 피부 세포에 대한 침투 효과를 향상시킨다(도 4 참조).

B. 주름 개선용 기능성 화장품

본 발명은 콜라겐 재생 능력이 양호하고, 프롤리다아제의 활성을 촉진시킬 뿐만 아니라, 세포 독성이 없는 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 펩타이드 유도체를 유효 성분으로 함유하여 피부 주름을 개선할 수 있는 화장품 조성물에 관한 것이다. 예시적으로 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 펩타이드 유도체는 화장품 조성물 중에 0.001 ~ 1000 μM의 농도, 바람직하게는 1 ~ 500 μM의 농도, 더욱 바람직하게는 10 ~ 200 μM의 농도로 함유될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 결코 아니다.

본 발명에 따른 조성물은 화장 및/또는 피부과학적으로 허용 가능한 매질, 즉 피부, 점막, 두발 및 두피에 적합한 매질을 함유한다. 이는 국소적용으로 적합한 모든 투여 형태로, 특히 수성, 수성/알코올성 또는 유성 용액, 또는 수성, 수성/알코올성 또는 유성 겔, 또는 고체 또는 반죽 무수 생성물, 수상에 유상을 분산시켜 얻은 에멀션(O/W) 또는 그 반대(W/O), 서스펜션, 마이크로에멀션, 마이크로캡슐, 미세과립구 또는 이온형(리포좀) 및/또는 비이온형의 소낭 분산제의 형태로 제공될 수 있다. 이들 조성물은 당해 분야의 통상적 방법에 따라 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 조성물은 또한 포말(foam)의 형태로 또는 압축된 추진제를 더 함유한 에어로졸 조성물의 형태로 사용될 수 있다.본 발명에 따른 조성물의 여러 성분의 양은 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 양이다.

본 발명에 따른 화장품 조성물을 제조하기 위한 용매로서 에탄올, 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세레스-26, 메틸글루세스-20, 이소세틸미리스테이트, 이소세틸옥타노에이트, 옥틸도데실미리스테이트, 옥틸도데칸올, 이소스테아릴이소스테아레이트, 세틸옥타노에이트 및 네오펜틸글리콜디카프레이트 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 이러한 용매를 사용하여 본 발명의 화장품 조성물을 제조하는 경우 화합물의 종류에 따라, 용매의 혼합비에 따라 용매에 대한 화합물의 용해도가 조금씩 상이하나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자라면 제품의 특성에 따라 용매의 종류 및 사용량을 적절하게 선택할 수 있다.

본 발명의 화장품 조성물은 화장품에 배합 가능한 ⅰ) 비타민B1, 비타민B2, 비타민B6, 피리독신, 니코틴산, 엽산, 비타민C 및 이들의 염이나 유도체와 같은 수용성 비타민; ⅱ) 비타민A, 카로틴, 비타민D2, 비타민D3, 비타민E(토코페롤), 이들의 유도체(지방산 아스코르빈이나 아세트산알파토코페롤)와 같은 지용성 비타민; ⅲ) 콜라겐, 젤라틴, 엘라스틴, 케라틴 등의 고분자 펩타이드; ⅳ) 히드록시에틸셀룰로오스, 히알루론산나트륨, 콘드로이틴황산 또는 그 염과 같은 고분자 다당; ⅴ) 세라미드, 피토스핑고신 등의 스핑고 지질; 및/또는 ⅵ) 갈조/홍조/농조 엑기스 또는 이들로부터 정제된 칼라기탄, 아르긴산, 아르긴산나트륨/칼륨 등의 해초 엑기스로 구성되는 군에서 선택되는 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 화장품에는 상기 성분과 더불어 필요에 따라 통상적으로 화장품에 배합되는 다른 성분을 배합할 수 있다. 첨가될 수 있는 배합 성분으로는 유지 성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면활성제, 유기 및 무기 안료, 유기분체, 자외선흡수제, 방부제, 살균제, 산화방지제, 항산화제, 식물추출물, pH 조정제, 알코올, 발포제, 충전제, 자외선 흡수제, 안료, 착색제, 겔화제 또는 농축제, 향료, 혈행촉진제, 냉감제, 제한(制汗)제, 정제수 등을 들 수 있다.

유지 성분으로는 ⅰ) 트리2-에틸헥산산글리세릴, 2-에틸헥산산세틸, 지방산알코올과 같은 에스테르계 유지; ⅱ) 스쿠알렌, 유동파라핀, 이소파라핀, 알파-올레핀올리고머, 바세린 등의 탄화수소계 유지; ⅲ) 폴리메틸실리콘, 메틸페닐실리콘, 메틸시클로폴리실록산, 옥타메틸폴리실록산, 디메틸실록산-메틸세틸옥시실록산 공중합체, 알킬변성 실리콘유 등과 같은 실리콘계 유지; ⅳ) 퍼플루오로폴리에테르와 같은 불소계 유지; 및/또는 ⅴ) 아보카도유, 올리브유, 유채유, 피마자유, 해바라기유, 야자유, 호호바유, 난황유, 우지(牛脂), 캔데리러왁스, 액상 라놀린 등과 같은 동물 또는 식물 유지를 들 수 있다.

보습제로서는 ⅰ) 세린, 글루타민, 솔비톨, 만니톨, 피롤리돈-카르복시산나트륨, 글리세린, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리글리세린, 락트산과 같은 수용성 저분자 보습제; ⅱ) 콜레스테롤, 콜레스테롤에스테르와 같은 지용성 저분자 보습제; ⅲ) 카르복시비닐폴리머, 폴리아스파라긴산염, 메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 수용성 키틴, 키토산, 덱스트란과 같은 수용성 고분자; 및/또는 ⅳ) 폴리비닐피롤리돈-에이코센 공중합체, 니트로셀룰로오스, 덱스트란지방산 에스테르, 고분자 실리콘과 같은 지용성 고분자를 들 수 있다.

에몰리엔트제(연화제)로서는 장쇄아실글루타민산콜레스테릴에스테르, 히드록시스테아르산콜레스테릴, 12-히드록시스테아르산, 스테아르산, 로진산, 라놀린지방산콜레스테릴에스테르 등을 들 수 있다.

계면활성제로는 ⅰ) 자기유화형 모노스테아르산 글리세린, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 솔비탄지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 글리세린지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 라우린산알카놀아마이드 등과 같은 비이온성 계면활성제; ⅱ) 지방산 비누, 알파-아실술폰산염, 알킬술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬황산염, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르황산염, 알킬인산염, N-아실아미노산염, 알킬술포숙신산염, 퍼플루오로알킬인산에스테르와 같은 음이온성 계면활성제; ⅲ) 염화알킬트리메틸암모늄, 브롬화스테아릴트리메틸암모늄, 염화디스테아릴디메틸암모늄, 스테아르산에틸아미노에틸아미드, 리놀린유도체 제4급 암모늄염과 같은 양이오선 계면활성제; 및/또는 ⅳ) 카르복시베타인계, 아미드베타인계, 술포베타인계, 아미노카르복시산염계, 이미다졸린계 유도체와 같은 양성 계면활성제를 들 수 있다. 이들 계면활성제는 유화제 또는 보습제로도 사용될 수 있다.

유기 및 무기 안료로서는 규산, 무수규산, 탤크, 세리사이트, 카올린, 클레이, 벤토나이트, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화티탄, 산화알루미늄, 황산칼슘, 황산바륨, 황산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화크롬, 수산화크롬, 칼라민 및 이들의 복합체 등의 무기안료; 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 비닐수지, 요소수지, 페놀수지, 불소수지, 규소수지, 아크릴수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 폴리카보네이트수지, 셀룰로오스, 실크파우더, CI 피그먼트 옐로우 등의 유기안료 및 전술한 무기안료와 유기안료의 복합안료 등을 들 수 있다.

유기 분체로서 스테아르산칼슘 등의 금속비누; 세틸린산아연나트륨, 라우릴린산아연, 라우릴린산칼슘 등의 알킬인산 금속염; N-라우로일-베타-알라닌칼슘, N-라우로일-베타-알라닌아연, N-라우로일글리신칼슘등의아실아미노산다가금속염; N-라우로일-타우린칼슘, N-팔미토일-타우린칼슘 등의 아미드술폰산 다가금속염; N-엡실론-라우로일-L-리진, N-엡실론-팔미토일리진, N-알파-파리토일올니틴, N-알파-라우로일아르기닌, N-알파-경화우지 지방산 아실아르기닌 등의N-아실염기성아미노산; N-라우로일글리실글리신 등의 N-아실폴리펩티드; 알파-아미노카프릴산, 알파-아미노라우린산 등의알파-아미노지방산; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 디비닐벤젠ㆍ스티렌공중합체, 사불화에틸렌 등을 들 수 있다.

살균제로서는 히노키티올, 트리클로산, 트리클로로히드록시디페닐에테르, 크로르헥시딘글루콘산염, 페녹시에탄올, 레조르신, 이소프로필메틸페놀, 아줄렌, 살리칠산, 진크필리티온, 염화벤잘코늄, 감광소301 호, 모노니트로과이어콜나트륨, 운데시렌산 등을 들 수 있다.

산화방지제로서는 부틸히드록시아니솔, 갈릭산프로필, 엘리소르빈산등을 들 수 있다.

항산화제의 예로는 비타민, 예컨대, 비타민C 및 그 유도체, 예를 들면, 아스코르빈산초산염, 인산염및팔미트산염; 비타민A 및 그 유도체; 엽산 및 그 유도체; 비타민E 및 그 유도체, 예컨대, 토코페릴아세테이트; 플라본또는플라보노이드; 아미노산, 예컨대, 히스티딘, 글리신, 티로신, 트립토판 및 이들 유도체; 이미다졸, 예컨대, 시스-또는 트란스-유로카닌산 및 이들 유도체; 펩티드, 예컨대, D,L-카르노신, D-카르노신, L-카르노신 및 이들유도체; 카로티노이드 및 카로틴, 예컨대, α-카로틴, β-카로틴; 리코핀; 요산 및 그 유도체; α-히드록시산, 예컨대, 시트르산, 젖산, 말산; α-히드록시지방산, 예컨대, 팔미트산, 피틴산, 락토페린; 스틸벤및그유도체; 만노스 및 그 유도체; 리포닌산 및 그 유도체, 예컨대, 디히드로리포닌산; 페룰라산및 그 유도체; 티올, 예컨대, 글루타치온, 시스테인 및 시스틴이 있다. 비타민A 또는 비타민A-팔미테이트(레티놀) 및 비타민E를 첨가하는 것이 특히 바람직하다.

pH 조정제로서는 시트르산, 시트르산나트륨, 말산, 말산나트륨, 프말산, 프말산나트륨, 숙신산, 숙신산나트륨, 수산화나트륨, 인산일수소나트륨 등을 들 수 있다. 알코올로서는 세틸알코올 등의 고급알코올을 들 수 있다.

발포제로는, 예로 디소듐 N-카르복시에톡시에틸-N-(코코일아미도에틸)아미노아세테이트, 소듐 라우릴 에테르 술페이트, 소듐 라우로일 사르코시네이트(sarcosinate), 트리에탄올아민 라우릴 술페이트 및 소듐코코일 이세티오네이트(isethionate) 및 코코넛 지방산의 혼합물을 언급할 수 있다.

충전제로는, 특히 다우 코닝(Dow Corning)사에서 폴리트랩(Polytrap)의 이름으로 시판중인 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트/라우릴 메타크릴레이트 공중합체와 같은 아크릴 공중합체를 언급할 수 있다.

자외선 흡수제로서는 파라아미노벤조산, 파라아미노벤조산에틸, 파라아미노벤조산아밀, 파라아미노벤조산옥틸, 살리실산에틸렌글리콜, 살리신산페닐, 살리신산옥틸, 살리신산벤질, 파라메톡시계피산-2-에톡시에틸, 파라메톡시계피산옥틸, 디이소프로필-디이소프로필계피산 에스테르 혼합물, 우로카닌산, 우로카닌산에틸, 히드록시메톡시벤조페논, 히드록시메톡시벤조페논술폰산및그염, 디히드록시메톡시벤조페논, 디히드록시벤조페논, 테트라히드록시벤조페논, 등을 들 수 있다.

안료 및 안료 유사 효과가 있는 분말로는 철산화물, 알루미늄실리케이트, 예컨대, 황토(ochre), 티탄산화물, 운모, 카올린, 망간 함유 점토, 칼슘카보네이트, 프렌치초크, 운모-티탄산화물, 운모-티탄산화물-철산화물, 비스무스옥시클로라이드, 나일론비드, 세라믹비드, 분말성 천연 유기 화합물, 예컨대, 분쇄된고형조류(algae), 분쇄된 식물 부분 등을 들 수 있다.

통상의 착색제로는 처리되거나 미처리된 염료를 사용할 수 있다. 겔화제 또는 농축제로서 천연 고무(크산탄 고무), 폴리사카라이드(히드록시프로필메틸셀룰로오스 또는 카르복시메틸셀룰로오스), 카르복시비닐 중합체(카르보머), 아크릴 공중합체를 언급할 수 있다.

특히 이외에 첨가해도 되는 배합 성분은 이에 한정되는 것은 아니며, 또, 상기 어느 성분도 본 발명의 목적 및 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 배합 가능하지만, 총중량에 대하여 바람직하게는 0.01 - 5 %, 보다 바람직하게는 0.01 - 3 %의 비율로 배합될 수 있다.

본 발명의 화장품은 용액, 유화물, 점성형 혼합물 등의 형상을 취할 수 있다. 본 발명의 화장품 조성물에 포함되는 성분은 유효성분으로서 상기 화합물 이외에 화장품 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제 및 담체를 포함한다.

본 발명의 화장품 조성물은 피부 노화 방지 효과를 갖는 화장품, 세안제 및 샴푸 등에 다양하게 적용될 수 있다. 본 발명의 화장품 조성물은 화장품 업계에서 통상적으로 제조되는 임의의 제형으로 조제될 수 있으며, 예를 들어 유액, 크림, 화장수, 팩, 파운데이션, 로션, 미용액, 모발화장료 등을 들 수 있다.

본 발명의 화장품 조성물을 첨가할 수 있는 제품으로는, 예를 들어, 각종 크림, 로션, 스킨 등과 같은 화장품류와 샴푸, 린스, 클렌징, 세안제, 비누, 트리트먼트, 미용액 등이 있다. 구체적으로, 본 발명의 화장품 조성물은 스킨로션, 스킨소프너, 스킨토너, 아스트린젠트, 로션, 밀크로션, 모이스처로션, 영양로션, 맛사지크림, 영양크림, 모이스처크림, 핸드크림, 파운데이션, 에센스, 영양에센스, 팩, 비누, 클렌징폼, 클렌징로션, 클렌징크림, 바디로션 및 바디클렌저와 같은 다양한 제형으로 조제될 수 있다.

본 발명의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체 성분으로서 동물섬유, 식물섬유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 수산화물, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더가 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로플루오로하이드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸에테르와 같은 추진체를 포함할 수 있다.

본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액의 경우에는 담체 성분으로서 용매, 용매화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 또는 소르비탄의 지방산에스테르가 있다.

본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌글리콜과 같은 액상희석제, 에톡시화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 솔비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 계면-활성제 함유 클린징인 경우에는 담체 성분으로서 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성 유, 리놀린 유도체 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.

이하, 예시적인 실시예를 참조하면서 본 발명에 대해서 설명하지만, 본 발명이 하기에 기술된 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 결코 아니다.

실시예 1 : 부티르산으로 치환된 글리실프롤린(Butyl-GP) 합성

고체상 디펩타이드를 합성하기 위하여 2-클로로트리틸 수지에 3 당량의 프롤린을 로딩(loading)하여 1 mM의 프롤린 결합 수지에 용매로서 디메틸포름아미드(dimethylformamide) 10 ㎖를 가하여 상온에서 30분 스웰링(swelling)하였다. 3 당량의 9-플루오레닐메틸록시카르보닐기(9-fluorenylmethyloxycarbonyl group, Fmoc기)로 보호된 글리신 용액(Fmoc-Gly-OH) 1 mM을 수지에 결합된 프롤린에 첨가하여 펩타이드 커플링(peptide coupling) 반응을 진행하였다. 펩타이드 커플링 시약으로서 6-클로로-1-하이드록시-1H-벤조트리아졸(6-Chloro-1-hydroxy-1H-benzotriazole, Cl-HOBt)을, 염기는 디이소프로필카보디이미드(Diisopropylcarbodiimide, DIC)를 사용하였으며, 펩타이드 커플링 반응은 상온에서 약 3시간 진행하였다. 펩타이드 커플링 반응 전후에 각각 3회에 걸쳐 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF) 또는 디클로로메탄(Dichloromethane, DCM) 10 ㎖을 가하여 상온에서 5분간 세척하였다. 글리신에 결합된 보호기를 제거하기 위하여 20% 농도의 피페리딘(piperidine) 용액 10 ㎖을 가하여 상온에서 약 20분 동안 반응시켰다. 3회에 걸쳐 DMF 10 ㎖을 가하여 상온에서 약 5분 동안 세척하였다. 합성된 디펩타이드에 탄소수 4개를 가지는 포화 카르복시산인 부티르산을 가하여 24시간 정도 방치하여 글리실프롤린 디펩타이드의 N-말단으로 옥탄산의 카르복시기가 아마이드 결합되도록 하였다. 2개의 아미노산이 커플링 된 후, N-말단의 아민기에, 아실안하이드라이드(acylanhydride)와 DMAP(4-(N,N-dimethylamino)pyridine))를 함께 반응하여 N-말단에서 아마이드 결합을 형성하거나 결합(conjugation)되는 지방족 카르복시산과 N,N-디이소프로필카르보디이미드(DIC), 1-히드록시-7-아자벤조트리아졸(HOAt) 혹은 1-히드록시벤조트리아졸(HOBt)이 함께 사용되어 아마이드 결합을 형성하였다. 부티르산의 결합에 의하여 레진에 생성된 고분자 비드를 디클로로메탄 10 ㎖을 가하여 상온에서 약 5분간 세척하였다. 절단 용액으로 2% 농도의 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid, TFA) 20 ㎖을 가하여 상온에서 30분간 반응시켜 고분자 비드로부터 부티르산으로 개질된 디펩타이드를 분리하고, 디클로로메탄을 이용하여 세척하였다.

디에틸에테르(Diethyl ether) 100 ㎖을 가하여 0 ~ 5 ℃에서 1시간 정도 반응시켜 TFA 수용액에 용해된 부티르산 글리실프롤린을 저온에서 침전시키고, 필터링을 통해 용매를 제외한 결정만을 얻었다. 여과된 부티르산 글리실프롤린을 상온에서 약 3시간 방치하여 건조하였다. 건조된 crude 부티르산 글리실프롤린을 고성능액체크로마토그래피(HPLC)를 이용하여 45분 동안 분석한 뒤, 8시간 동안 정제하였다. 전개용매로 0.1% TFA가 포함된 아세토니트릴/증류수를 사용하였으며, 아세토니트릴의 농도 구배는 약 40 ~ 80%의 범위로 하였다. HPLC에 의하여 95% 이상으로 정제된 부티르산 글리실프롤린(Butyl-GP, C4)을 Mass spectrometry를 이용하여 분자량을 확인하여, 합성된 것을 확인하였다. 정제된 부티르산 글리실프롤린은, 동결건조기를 이용하여 -40℃에서 2일 동안 동결건조한 뒤, 포장 용기에 포장하고, -15℃의 저온에 보관하여 후속 실험에 사용될 수 있도록 하였다.

실시예 2-4 : 탄소수 5, 8, 10개 지방산으로 개질된 디펩타이드 유도체 합성

글리실프롤린 디펩타이드의 N-말단으로 각각 탄소수 5개인 펜탄산, 8개인 옥탄산, 10개인 데칸산을 결합시킨 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 반복하여 펜탄산 글리실프롤린(Pentyl-GP, C5), 옥탄산 글리실프롤린(Octyl-GP, C8), 데칸산 글리실프롤린(Decanoyl-GP, C10)을 합성하였다.

비교예 1 ~ 4 : 디펩타이드 및 디펩타이드 유도체 합성

카르복시산으로 치환되지 않은 글리실프롤린과, 이 디펩타이드의 N-말단으로 각각 탄소수 3개의 프로판산, 12개인 라우르산, 16개인 팔미트산을 결합시킨 것을 제외하고, 실시예 2의 절차를 반복하여, 치환되지 않은 글리실프롤린(GP, C0), 프로판산 글리실프롤린(Propyl-GP, C3), 라우르산 글리실프롤린(Lauryl-GP, C12), 팔미트산 글리실프롤린(Palmityl-GP, C16)을 합성하였다.

실험예 1 : 세포 증식 유도 효과

실시예 1-4에서 합성된 Butyl-GP, Pentyl-GP, Octyl-GP 및 Decanoyl-GP의 세포 증식 유도 효과를 확인하였다. 대조군으로 지방산이 결합되지 않은 GP, Pentyl-GP, Lauryl-GP, Palmityl-GP를 사용하였다. 인간 진피 섬유아세포(Human dermal fibroblast, neonatal)를 사용하였으며, 세포 증식 능력을 알아보기 위하여, 수용성 테트라졸륨 염(water-soluble tetrazolium salt, Wst)-1 분석을 사용하여 formazan 발색 물질이 생성되는 것을 ELISA로 측정하였다. Wst-1 분석에 따르면 대사적으로 왕성한 활동을 하는 세포의 미토콘드리아 전자전달계에 존재하는 탈수소효소인 succinatetrzolum Reductase가 살아 있는 세포에서만 유효하기 때문에 발색 강도를 비교하여 세포수를 확인할 수 있다.

48-웰 플레이트의 각 웰(well)에 인간 진피 섬유아세포를 2 X 10³ cell/well로 넣고, 37℃, 5% CO₂ 조건의 인큐베이터에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 각 웰의 배지를 제거하고, 새로운 무혈청 배지로 갈아주었다. 다시 24시간 동안 배양한 뒤, 각각의 웰에 위에서 합성된 디펩타이드 유도체와 대조군의 디펩타이드(유도체)를 농도 별로(10, 50, 100, 200 μM) 처리하고, 72시간 더 배양하였다. 배양이 완료된 후, 30 ㎕의 Wst-1 용액(Ez-Cytox)을 각각의 웰에 첨가하였다. 2시간 더 배양한 뒤, Spectrometer를 이용하여 540 ㎚에서 흡광도(OD)를 측정하였다. 시료 대신 탈이온수(DW)로 처리한 음성대조군을 기준으로 세포 증식율을 하기 식 (1)에 의하여 환산하였다.

도 1은 본 실시예에 따라 측정한 섬유아세포의 성장 촉진율을 측정한 그래프이다. 도시된 것과 같이, 본 발명에 따라 합성된 Butyl-GP(C4), Pentyl-GP(C5), Octyl-GP(C8) 및 Decanoyl-GP(C10)으로 개질된 디펩타이드 유도체를 투여하면 세포 성장률이 농도 의존적으로 크게 증가하였다. 반면, 지방족 카르복시산으로 개질되지 않은 GP의 경우 성장 촉진 유도 효과가 없었으며, Propyl-GP(C3)의 경우는 세포 성장 유도 효과가 미미하였다. 따라서 적절한 개수의 탄소수를 갖는 지방족 카르복시산으로 개질된 디펩타이드의 세포 투과력이 향상된 것으로 생각된다. Lauryl-GP(C12) 및 Palmityl-GP(C16)는 세포 성장률을 오히려 저해되었는데, 이들 지방족 카르복시산이 오히려 세포 독성을 유도한 것으로 추측된다.

실험예 2 : 콜라겐 생합성 유도

실시예 1-4에서 합성된 Butyl-GP, Pentyl-GP, Octyl-GP 및 Decanoyl-GP의 콜라겐 생합성 유도 효과를 확인하였다. 대조군으로 지방산이 결합되지 않은 GP, Pentyl-GP, Lauryl-GP, Palmityl-GP를 사용하였다. 인간 진피 섬유아세포(Human dermal fibroblast, neonatal)를 이용하였으며, 콜라겐 생합성 효과를 위하여, 피부 세포에 주로 존재하는 콜라겐의 기본 유닛인 Procollagen Type Ⅰ ELISA assay kit(Takara, MK101)을 사용하여 측정하였다.

48-웰 플레이트의 각 웰에 섬유아세포를 5 X 10³ cell/well로 넣고, 37℃, 5% CO₂ 조건의 인큐베이터에서 24시간 배양하였다. 배양 후 각 웰의 배지를 제거하고, 새로운 무혈청 배지로 갈아주었다. 다시 24시간 배양한 뒤, 각각의 웰에 GP와 Oct-GP를 농도 별로 처리하고, 인큐베이터에서 72시간 배양하였다. 배양이 완료된 후, 제조사의 지시에 따라 Procollagen Type Ⅰ ELISA를 진행하였다. 본 실시예에 따라 콜라겐 생합성 증가 효과를 측정한 결과가 도 2에 도시되어 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따라 합성된 Butyl-GP(C4), Pentyl-GP(C5), Octyl-GP(C8) 및 Decanoyl-GP(C10)으로 개질된 디펩타이드 유도체를 투여하면 콜라겐의 생합성이 크게 증가하였다. 특히 Pentyl-GP와 Octyl-GP에서 콜라겐 생합성이 크게 유도되었다. 반면, 지방족 카르복시산으로 개질되지 않은 GP를 투여하더라도 콜라겐 생합성 유도 효과는 없었으며, Propyl-GP(C3)의 경우에도 콜라겐 생합성 유도 정도는 미미하였다. Lauryl-GP(C12) 및 Palmityl-GP(C16)는 세포 독성으로 인하여 콜라겐의 생합성을 저해하였다.

도 1 및 도 2의 결과로부터, GP의 경우 prolidase의 활성을 증가시킨다고 알려져 있음에도 세포를 투과하지 못하여 세포 증식 및 콜라겐 생합성을 유도하지 못하였다. 반면, 본 발명에 따라 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산의 도입으로 디펩타이드 유도체가 세포막을 투과하여 세포 증식 및 콜라겐 생합성을 유도하였으며, 특히 C₅-C₈의 지방족 카르복시산으로 개질된 디펩타이드 유도체에서 그 효과가 가장 우수하였다. 반면, 탄소수 4 미만의 지방족 카르복시산은 세포 증식 및 콜라겐 생합성의 유도에 한계가 있고, 탄소수 10을 초과하는 지방족 카르복시산은 지나친 소수성으로 인하여 세포막에 손상을 주어, 세포 독성을 유발하여 세포 증식 및 콜라겐 생합성을 저해하므로 디펩타이드를 세포에 투여하기 위한 지방족 카르복시산으로는 적합하지 않음을 알 수 있다.

실험예 3 : Prolidase 활성

피부 세포에서 콜라겐 재합성에 관여하는 프롤리다아제의 활성 유도 효과를 알아보기 위하여 프롤리다아제 활성 분석을 수행하였다. 실시예 1-4에서 합성된 Butyl-GP, Pentyl-GP, Octyl-GP 및 Decanoyl-GP의 콜라겐 생합성 유도 효과를 확인하였다. 대조군으로 지방산이 결합되지 않은 GP, Pentyl-GP, Lauryl-GP, Palmityl-GP, 양성 대조군으로 IGF를 사용하였다. 이들을 각각 농도별로 처리하고, 72시간 동안 배양하였다. 세포 용해액 중의 프롤리다아제 활성을 측정하였으며, 효소의 기질로서 94 mmole의 글리실프롤린을 사용하였다. 도 3은 본 실시예에 따라 프롤리다아제 활성 측정 결과를 나타낸다. 본 발명에 따라 합성된 Butyl-GP(C4), Pentyl-GP(C5), Octyl-GP(C8) 및 Decanoyl-GP(C10)은 모두 prolidase 활성을 크게 증가시켰으며, 특히 C5와 C8에서 prolidase 활성 촉진 효과가 가장 우수하여, 프롤리다아제의 활성을 증가시키는 것으로 알려진 IGF를 처리한 경우에 근접하였다.

반면, GP(C0)는 prolidase 활성을 거의 증가시키지 못하였으며, Propyl-GP(C3)는 효소 활성 증진 효과가 미미하였다. Lauryl-GP는 GP와 비교해서도 오히려 prolidase 활성 유도 정도가 저하되었으며, Palmityl-GP는 지나친 세포 독성으로 인하여 prolidase 활성을 크게 억제하였다. C₄-C₁₀의 탄소를 갖는 지방족 카르복시산으로 개질된 글리실프롤린 유도체는 세포 투과도가 우수하여, 세포내 proldiase 활성을 증가시켜 proline의 Recycling 효율을 높이고, 그 결과 진피섬유아세포에서 collagen 생합성율을 증가시켜, 세포 증식을 유도한다고 생각된다.

실험예 4 : 피부투과력 측정

실시예 1-4에서 합성된 Butyl-GP, Pentyl-GP, Octyl-GP 및 Decanoyl-GP에 대한 피부 투과력을 측정하였다. 대조군으로 지방산이 결합되지 않은 GP, Pentyl-GP, Lauryl-GP, Palmityl-GP를 사용하였다. 피부 투과력을 확인하기 위하여 hairless mouse를 이용한 Fraz cell 시험법을 이용하였다. 이들 디펩타이드 및 디펩타이드 유도체를 0.3% 용액으로 마우스의 피부에 첩포하였으며, 24시간이 경과한 뒤 하층 용액을 취하여 HPLC로 정량 분석하였다. 도 4는 본 실시예에 따라 측정한 피부 투과력 측정 결과를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, GP 디펩타이드의 경우, 피부 첩포 후 24시간이 지나도 검출량이 미미하였으나, GP 지방산 유도체의 경우에는 30배 이상 피부 투과도가 개선되었다. C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이 도입된 디펩타이드 유도체는 피부 투과율이 크게 우수하였다. C12, C16으로 개질된 디펩타이드는 독성을 나타내었을 뿐만 아니라, 세포 투과율 또한 좋지 않았다. 이는 피부에 손상을 많이 주어, 하층부에서 검출되지 않은 것으로 예상되었다.

Claims (10)

1. 하기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 화합물.
   

   

   
   (화학식 (Ⅰ)에서 R은 카르복시기를 통하여 아마이드 결합되는 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이다.)
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 지방족 카르복시산은 부탄산, 펜탄산, 옥탄산 및 데칸산으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 지방족 카르복시산은 C₅-C₈의 지방족 카르복시산인 것을 특징으로 하는 화합물.
   
4. 하기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 화합물을 유효 성분으로 포함하는 주름 개선용 화장품 조성물.
   

   

   
   (화학식 (Ⅰ)에서 R은 카르복시기를 통하여 아마이드 결합되는 C₄-C₁₀의 지방족 카르복시산이다.)
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 지방족 카르복시산은 부탄산, 펜탄산, 옥탄산 및 데칸산으로 구성되는 군에서 선택되는 지방족 카르복시산인 것을 특징으로 하는 주름 개선용 화장품 조성물.
   
6. 제 4항에 있어서, 상기 지방족 카르복시산은 C₅-C₈의 지방족 카르복시산인 것을 특징으로 하는 주름 개선용 화장품 조성물.
   
7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 화합물은 상기 화장품 조성물 중에 0.1 ~ 1000 μM의 농도로 함유되어 있는 주름 개선용 화장품 조성물.
   
8. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 화합물은 피부 조직에서의 콜라겐 생합성을 유도하는 주름 개선용 화장품 조성물.
   
9. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 화합물은 피부 조직에서 프롤리다아제(Prolidase)의 활성을 촉진시키는 주름 개선용 화장품 조성물.
   
10. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주름 개선용 화장품 조성물은 유액, 크림, 화장수, 팩, 파운데이션, 로션, 미용액 및 모발 화장료로 구성되는 군에서 선택되는 형태로 제형화되어 있는 것을 특징으로 하는 주름 개선용 화장품 조성물.

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