KR101826396B1 - 간질환 예방 및 치료 효과가 있는 굴 유래 펩타이드 - Google Patents
간질환 예방 및 치료 효과가 있는 굴 유래 펩타이드 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 간질환 예방 및 치료 효과가 있는 굴 유래 펩타이드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 굴 가수분해물 유래 펩타이드는 아세트아미노펜에 의해서 유도된 간 손상을 효과적으로 치료 및 개선할 수 있고, 알코올에 의해 유도된 독성 또한 완화하므로 이로 인하여 간질환의 치료, 예방 또는 개선에 유용할 뿐만 아니라, 식품인 굴 유래인 것으로 안정성이 보장되고 부작용이 없다. 또한, 3면이 바다인 우리나라에서 풍부하게 수확되는 굴로부터 효소 처리에 의하여 수득할 수 있는 것이므로, 상기 펩타이드의 제조는 기존 화학적으로 인공 합성하는 것에 비하여, 경제성도 우수하다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 펩타이드는 기존의 화학적으로 제조된 간 질환에 대한 치료 또는 개선용 인공 물질을 대체할 수 있다는 점에서 관련 산업에 폭넓게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 간질환 예방 및 치료 효과가 있는 굴 유래 펩타이드에 관한 것이다.
굴은 바다의 우유라 할 만큼 몸에 좋은 건강식품으로 알려져 있으며, 날 것을 식용하지 않는 서양에서도 생굴은 널리 식용되고 있다. 영양 성분으로는 글리코겐, 타우린, 단백질, 비타민은 물론 다양한 미네랄을 함유하고 있다. 예로부터 콜레스테롤 감소에 의한 고혈압, 동맥경화, 심장병 예방 등에 효과가 있으며 알칼리성 체질을 만들고 중금속 해독 기능을 갖고 있으며 심장, 간장, 췌장 등 장기의 기능을 높이는 강장 및 스테미너 식품으로 알려져 있다.
한편, 간 질환은 일반적으로 간염에서, 간섬유화, 간경변, 간암으로 진행되는 일련의 진행과정으로 초기 진행과정의 간염유발 인자로는 간 독성물질, 간염 바이러스, 약물, 알코올, 자가면역 반응 등이 있으며, 이들로 인한 반복되는 염증반응이 다음 단계로의 진행을 유도한다.
또한, 급성의 알코올 섭취는 사람들에게 있어 직접적으로 또는 간접적으로 독성작용을 일으키는 것으로 알려져 있으며, 아세트알데하이드와 아세테이트와 같은 생성물은 간세포에 손상을 야기한다. 섭취한 에탄올의 80~90% 이상이 간에서 대사되며 에탄올은 아세트알데하이드로 산화되어진다. 간에서의 많은 에탄올의 독성효과는 에탄올 대사에 의해 야기되는 산화적 스트레스로 설명된다. 에탄올 또는 이것의 대사산물은 간세포에서 자동산화를 일으키며 pro-oxidative 인자로서의 작용 또는 항산화 수준을 감소시킴으로 간염을 일으킨다. 또한, 지질산화와 막 손상과의 관련은 에탄올성 간 손상에서 중요한 특징이다.
따라서 이들의 초기반응을 저해할 수 있는 간 보호활성물질이나 간염 치료제의 개발이 요구되고 있다. 현재 임상적으로 사용되고 있는 대표적인 간 치료제로 실리마린(silymarin)의 경우 국화과 식물인 마리아엉겅퀴의 열매에서 분리되었으며 최근 개발된 디메틸 디메톡시 비페닐레이트는 오미자의 성분인 쉬잔드린(schizandrin)과 유사한 합성물질로 간독성 치료 효과가 보고된 바 있다. 그러나 이들 질환의 심각성과 빈도수를 고려해 효과적으로 작용하기 위한 천연물에서의 간질환 예방 또는 치료제의 개발이 절실히 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명은 간질환 예방 및 치료 효과가 있고, 식품 유래로 부작용이 문제되지 않으며, 안전성이 확보되는 펩타이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 다른 목적은 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 유래의 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 간질환 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 유래의 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 간질환의 예방 및 개선용 건강기능성식품을 제공하는 것이다.
나아가 본 발명의 목적은 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 유래의 펩타이드를 함유하는 굴 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 간질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 유래 펩타이드를 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 상기 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 유래 펩타이드를 암호화하는 뉴클레오티드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 간질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 간질환이란 자가면역성 간질환, 약물유인성 간질환, 알코올성 간질환, 비알콜성 간질환, 감염성 간질환, 선천성대사성 간질환, 급성간염, 만성간염, 간경변증, 간경화, 지방간 및 간암으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 유래 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 간질환의 예방 및 개선용 건강기능성식품을 제공한다.
나아가 본 발명은 상기 본 발명에 따른 펩타이드를 함유하는 굴 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 간질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 굴 가수분해물은 굴 분쇄물에 프로타멕스(protamex) 효소를 처리하여 30~65℃의 온도에서 0.5~12시간 반응시킨 후, 다시 뉴트라아제(neutrase) 효소를 첨가하여 30~65℃의 온도에서 0.5~12시간 반응시켜 수득한 가수분해물인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 프로타멕스(protamex) 효소 및 뉴트라아제(neytrase) 효소를 처리하기 전에 트랜스글루타미나아제 효소를 굴 분쇄물에 첨가하여 20~40℃의 온도에서 0.5~3시간 반응시키는 단계를 더 추가하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 간질환은 알코올에 의한 손상 또는 아세트아미노펜 약물에 의한 손상으로 유발되는 질환인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 간질환은 자가면역성 간질환, 약물유인성 간질환, 알코올성 간질환, 비알콜성 간질환, 감염성 간질환, 선천성대사성 간질환, 급성간염, 만성간염, 간경변증, 간경화, 지방간 및 간암으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.
본 발명의 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 가수분해물 유래 펩타이드는 아세트아미노펜에 의해서 유도된 간 손상을 효과적으로 치료 및 개선할 수 있고, 알코올에 의해 유도된 독성 또한 완화하므로 이로 인하여 간질환의 치료, 예방 또는 개선에 유용할 뿐만 아니라, 식품인 굴 유래인 것으로 안정성이 보장되고 부작용이 없다. 또한, 3면이 바다인 우리나라에서 풍부하게 수확되는 굴로부터 효소 처리에 의하여 수득할 수 있는 것이므로, 상기 펩타이드의 제조는 기존 화학적으로 인공 합성하는 것에 비하여, 경제성도 우수하다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 펩타이드는 기존의 화학적으로 제조된 간 질환에 대한 치료 또는 개선용 인공 물질을 대체할 수 있다는 점에서 관련 산업에 폭넓게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법으로 제조된 굴 효소 가수분해물의 분자량을 측정한 결과이다.(A: 트랜스글루타미나아제로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군의 분자량, B: 트랜스글루타미나아제로 전처리하지 않은 가수분해물인 PN 군의 분자량).
도 2는 본 발명의 방법으로 제조된 굴 가수분해물의 세포독성 실험결과이다(A: 트랜스글루타미나아제로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군의 세포생존율 측정 결과, B: 트랜스글루타미나아제로 전처리하지 않은 가수분해물인 PN 군의 세포생존율 측정 결과).
도 3은 본 발명의 방법으로 제조된 굴 가수분해물의 알코올로 유도된 세포에 대한 세포 보호능 측정 실험결과이다(A: 트랜스글루타미나아제로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군의 세포 보호능 측정 결과, B: 실리마린을 처리한 군의 세포 보호능 측정 결과).
도 4는 본 발명의 방법으로 제조된 굴 가수분해물의 알코올로 유도된 세포에 대한 AST 및 ALT 활성 측정 결과이다(A: 트랜스글루타미나아제로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군의 AST 및 ALT 활성 측정 결과, B: 실리마린을 처리한 군의 AST 및 ALT 활성 측정 결과).
도 5는 본 발명의 방법으로 제조된 굴 가수분해물의 알코올로 유도된 세포에 대한 단백질 산화적 손상 측정 결과 및 산화질소 생성도 측정 결과이다(A: 트랜스글루타미나아제로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군의 MDA 및 NO 활성 측정 결과, B: 실리마린을 처리한 군의 MDA 및 NO 활성 측정 결과).
도 2는 본 발명의 방법으로 제조된 굴 가수분해물의 세포독성 실험결과이다(A: 트랜스글루타미나아제로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군의 세포생존율 측정 결과, B: 트랜스글루타미나아제로 전처리하지 않은 가수분해물인 PN 군의 세포생존율 측정 결과).
도 3은 본 발명의 방법으로 제조된 굴 가수분해물의 알코올로 유도된 세포에 대한 세포 보호능 측정 실험결과이다(A: 트랜스글루타미나아제로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군의 세포 보호능 측정 결과, B: 실리마린을 처리한 군의 세포 보호능 측정 결과).
도 4는 본 발명의 방법으로 제조된 굴 가수분해물의 알코올로 유도된 세포에 대한 AST 및 ALT 활성 측정 결과이다(A: 트랜스글루타미나아제로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군의 AST 및 ALT 활성 측정 결과, B: 실리마린을 처리한 군의 AST 및 ALT 활성 측정 결과).
도 5는 본 발명의 방법으로 제조된 굴 가수분해물의 알코올로 유도된 세포에 대한 단백질 산화적 손상 측정 결과 및 산화질소 생성도 측정 결과이다(A: 트랜스글루타미나아제로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군의 MDA 및 NO 활성 측정 결과, B: 실리마린을 처리한 군의 MDA 및 NO 활성 측정 결과).
본 발명은 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 가수분해물 유래 펩타이드를 제공한다는 점에 그 특징이 있다.
특히 본 발명에서 제공하는 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 가수분해물 유래 펩타이드는 서열번호 13의 VKW(Val-Lys-Trp)의 아미노산 서열 또는 서열번호 14의 KYW(Lys-Tyr-Trp)의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드이다.
본 발명의 펩타이드는 굴(oyster)로부터 직접 분리하여 제조할 수 있다. 간략하게는 굴(oyster)을 Protamex 및 Neutrase를 이용하여 가수분해한 후, 가수분해산물 중 간질환 치료 활성을 갖는 기능성 펩티드를 한외여과, 음이온 교환수지 크로마토그래피, 크기 배제 크로마토그래피 및 역상 크로마토그래피로 정제하는 방법을 통해서 직접 분리할 수 있다.
또한 본 발명의 신규 펩타이드는 화학적으로도 합성할 수 있다. 화학적으로 합성하여 제조하는 경우, 당 분야에 널리 공지된 화학적 합성(Creighton, Proteins; Structures and Molecular Principles, W. H. Freeman and Co., NY, 1983)에 의해 제조될 수 있다. 대표적인 방법으로서 이들로 한정되는 것은 아니지만 액체 또는 고체상 합성, 단편 응축, F-MOC 또는 T-BOC 화학법이 포함된다 (Chemical Approaches to the Synthesis of Peptides and Proteins, Williams et al., Eds., CRC Press, Boca Raton Florida, 1997; A Practical Approach, Athert on & Sheppard, Eds., IRL Press, Oxford, England, 1989).
또한 본 발명의 신규 펩타이드는 유전공학적 방법에 의해 제조될 수 있다. 우선, 통상적인 방법에 따라 상기 펩타이드를 코딩하는 DNA 서열을 작제한다. DNA 서열은 적절한 프라이머를 사용하여 PCR 증폭함으로써 작제할 수 있다. 다른 방법으로 당업계에 공지된 표준 방법에 의해, 예컨대, 자동 DNA 합성기(예를 들면, Biosearch 또는 Applied iosystems사에서 판매하는 것)를 사용하여 DNA 서열을 합성할 수도 있다. 제작된 DNA 서열은 이 DNA 서열에 작동가능하게 연결되어 그 DNA 서열의 발현을 조절하는 하나 또는 그 이상의 발현 조절 서열 (예: 프로모터, 인핸서 등)을 포함하는 벡터에 삽입시키고, 이로부터 형성된 재조합 발현 벡터로 숙주세포를 형질전환시킨다. 생성된 형질전환체를 상기 DNA 서열이 발현되도록 하기에 적절한 배지 및 조건 하에서 배양하여, 배양물로부터 상기 DNA 서열에 의해 코딩된 실질적으로 순수한 펩타이드를 회수한다. 상기 회수는 당업계에 공지된 방법(예컨대, 크로마토그래피)을 이용하여 수행할 수 있다. 상기에서 '실질적으로 순수한 펩타이드'라 함은 본 발명에 따른 펩타이드가 숙주로부터 유래된 어떠한 다른 단백질도 실질적으로 포함하지 않는 것을 의미한다. 본 발명의 펩타이드 합성을 위한 유전공학적 방법은 다음의 문헌을 참고할 수 있다: Maniatis et al., MolecularCloning; A laboratory Manual, Cold Spring Harbor laboratory, 1982; Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, ColdSpring Harbor Press, N.Y., Second(1998) and Third(2000) Edition; Gene Expression Technology, Method in Enzymology, Genetics and Molecular Biology, Method in Enzymology, Guthrie & Fink (eds.), Academic Press, San Diego, Calif, 1991; 및 Hitzeman et al., J. Biol. Chem., 255:12073-12080, 1990.
또한, 본 발명에 따른 상기 펩타이드는 이의 산부가염일 수 있으며, 상기 펩타이드는 분리된(isolated) 형태 또는 실질적으로 순수한 형태로 존재하는 것일 수 있다.
상기 산 부가염이란 제약상 허용되는 산 부가염일 수 있고, 상기 제약상 허용되는 산 부가염이란 상기 펩타이드의 생물학적 활성을 유지하고 원하지 않는 독소 효과 등의 부작용을 최소화하는 염을 의미한다.
상기 산부가염은 제약상 허용되는 무기산 부가염 또는 유기산 부가염일 수 있고, 일 예로 염산염, 브롬화수소산염, 황산염, 질산염, 아세트산염, 벤조산염, 말레인산염, 푸말산염, 호박산염, 주석산염, 구연산염, 옥살산염, 메탄술폰산염, 톨루엔술폰산염, 아스파라긴산염 또는 글루타민산염 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 펩타이드를 암호화(coding)하는 뉴클레오티드를 제공할 수 있으며, 상기 뉴클레오티드는 분리된 뉴클레오티드일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 뉴클레오티드는 간질환 예방 및 치료 효과를 가지는 굴 가수분해물 유래 펩타이드인 서열번호 13의 VKW(Val-Lys-Trp)의 아미노산 서열 또는 서열번호 14의 KYW(Lys-Tyr-Trp)의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 암호화하는 뉴클레오티드로서 하기 표에 기재된 서열번호 1 내지 12의 염기서열인 No. 1 내지 12로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 뉴클레오티드 일 수 있으며, 하기 표에서 No 1~8번의 뉴클레오티드는 VKW(Val-Lys-Trp)의 아미노산 서열을 암호화하는 것이고, No 9~12번의 뉴클레오티드는 KYW(Lys-Tyr-Trp)의 아미노산 서열을 암호화한다.
또한, 본 발명은 상기 뉴클레오티드를 포함하는 벡터를 제공한다. 상기 벡터의 종류는 상기 벡터를 이용하여 형질전환을 수행할 대상 숙주(host)와 발현 조건에 따라서 변화될 수 있으며, 상기 뉴클레오티드를 포함하고 있으면, 다른 조건은 제한되지 아니한다.
한편, 아세트아미노펜은 진통 및 해열제로 전 세계에 걸쳐 널리 사용되고 있는 약물로, 과도한 투약은 심각하고 치명적인 간 손상을 유도하고 간세포 괴사의 원인이 된다. 아세트아미노펜 유도 간 손상에 관한 연구에 따르면, 아세트아미노펜은 체내에서 시토크롬 P450에 의해 N-acetyl-p-benzoquinone imine(NAPQI)과 같은 높은 반응성의 대사 중간생성물이 되는데 이것이 간괴사의 원인이다. 아세트아미노펜을 투여한 쥐의 간에서 나이트로타이로신(nitrotyrosine)의 함량이 증가하였고, 나이트로타이로신은 퍼옥시니트리트(peroxynitrite)와 티로신에 의해 생성되며 강한 독성을 나타내어 간손상의 원인이 된다. 즉 세포 내 NAPQI의 계속적인 공유결합, 나이트로타이로신 생성, 막 지질의 과산화 및 세포내 칼슘 균형의 교란 등의 원인이 간세포 손상 혹은 사멸의 원인이다. 그러나 정상 상태에서 아세트아미노펜은 글루타치온에 의해 무독화되는데, 쥐의 간에서 글루타치온은 아세트아미노펜 독성을 억제하는 물질로 작용하고 아세트아미노펜과 글루타치온의 결합 속도의 증가는 다른 무독화 경로로 작용할 수 있다. 과량의 아세트아미노펜에 노출될 때 간의 글루타치온은 고갈되고 아세트아미노펜은 단백질과 공유결합하여 간독성 물질로 작용하게 된다. 그러나 간 조직 내의 글루타치온의 빠른 공급, 나이트로타이로신의 생성을 유도하는 iNOS 발현의 감소 및 Heat shock protein70의 생성량이 증가하면 ICR mice에서 아세트아미노펜으로 인한 세포 사멸이 억제된다. 최근의 임상연구에서 Buchard 등은 hGSTP*C 변종에 의한 아세트아미노펜 간독성의 억제에 관하여 보고하였다.
최근 보조 식품 및 대체 의약으로서 천연물 유래 생물 분자들의 개발과 수행을 위한 요구가 증가하고 있으며, 제약산업 연구를 위한 후보 물질로 사용되고 있다. 특히 천연 자원에서 얻은 이들 새로운 분자들은 일반 식품에서 유래하여 안전하기 때문에 유력한 치료제로 간주되고 있다. 이소플라본의 일종인 제니스테인(genistein)은 아세트아미노펜 생물전환을 저해하고 대사와 항산화 효소 활성의 조절을 통해 산화 스트레스에 저항하기 때문에 아세트아미노펜 유도 간독성을 방지하고 간을 보호한다고 보고하였다. 한편 기능성 물질로 많은 관심을 받고 있는 식품 성분 중 하나인 단백질 유래의 펩타이드는 혈압강하, 면역 증강 및 칼슘 흡수촉진 등의 광범위한 생리활성을 나타낸다. 그러나 특히 해양생물 단백질 소재에서 유래한 펩타이드의 간기능 개선에 관한 연구는 거의 수행되어 있지 않다.
따라서, 본 발명자들은 간 질환 치료 효과를 갖는 천연물 유래 소재에 관하여 연구하던 중, 굴에서 효소처리를 하여 수득된 펩타이드가 아세트아미노펜으로 손상된 간질환을 예방 및 치료 효과가 매우 우수하다는 것을 확인하여, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 아세트아미노펜으로 간 손상을 유도한 HepG2 cell에 본 발명의 굴에서 효소처리를 하여 수득된 펩타이드를 처리한 결과, 굴 가수분해물을 처리하지 않은 군에 비해 월등히 높은 간세포 생존율을 보였으며, 심지어 현재 시판되고 있는 간질환 치료제인 실리비닌보다 더 월등한 효능을 보임을 알 수 있었다(표 3 참조).
한편, GOT(glutamic oxaloacetic transaminase)는 생체의 심장, 신장, 뇌 근육 등 여러 장기 세포내에 존재하는 효소로 건강한 사람의 혈액 중에도 다량 함유되어 있으나 장기의 세포가 손상을 입게 되면 세포 밖으로 유출된다. GPT(glutamic pyruvic transaminase)는 간세포 안에 다량 존재하는 효소로서 간손상에 의해 세포막이 파괴되면 세포 외로 유출된다. 간세포에 손상이 생기면 배지로 유리되는 이들 효소의 양이 증가하게 되고, 간세포의 손상이 억제되면 약물은 유리된 이들 효소의 양이 감소 한다고 알려져 있다. 따라서, 상기 GOT와 GOT 수치 측정은 간 손상 유무를 측정할 수 있는 대표적인 간 기능 검사이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명자들은 아세트아미노펜으로 간 손상을 유도한 HepG2 cell에 본 발명의 굴에서 효소처리를 하여 수득된 펩타이드를 처리한 결과, 굴 가수분해물을 처리하지 않은 군에 비해 월등히 GOT와 GOT의 활성 저하 효능이 큼을 알 수 있었으며, 심지어 현재 시판되고 있는 간질환 치료제인 실리비닌보다 더 월등한 효능을 보임을 알 수 있었다(표 4 및 5 참조).
따라서, 본 발명은 본 발명에 따른 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 간질환 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 간질환이란 자가면역성 간질환, 약물유인성 간질환, 알코올성 간질환, 비알콜성 간질환, 감염성 간질환, 선천성대사성 간질환, 급성간염, 만성간염, 간경변증, 간경화, 지방간 및 간암으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 조성물은 염수, 완충 염수, 덱스트로스, 물, 글리세롤 및 에탄올에서 선택되는 약학적 희석제중 1종 이상 포함할 수 있으며, 희석제는 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 조성물은 투여목적 및 질병에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 실질적으로 투여되는 활성 성분의 양은 다양한 관련 요소, 즉 치료하고자 하는 질병, 환자상태의 정도, 다른 약제(예를 들어 주화성 약제)와 공동 투여여부, 환자의 나이 성별, 체중, 음식, 투여시간, 투여경로, 및 조성물의 투여비율(ratio)을 고려하여 결정하여야한다. 상기 조성물은 투여량 및 투여경로가 질병의 형태 및 심각성에 따라 조절될 수 있으며, 하루에 한번 또는 1 내지 3번 나누어 투여될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 조성물은 경구 또는 비경구로 투여될 수 있다. 비경구 투여는 경구이외의 투여경로, 즉 직장, 정맥, 복막 및 근육, 동맥, 경피, 비강(nasal), 흡입, 안구, 및 피하를 통한 약제 투여를 의미한다.
상기 조성물은 경구 투여 형태, 주입 가능한 용액 또는 국소제제와 같은 어떠한 형태로도 제제화될 수 있다.
제제화는 경구 및 주입 가능한 투여(진용액(true solution), 현탁액 또는 에멀젼)에 적합하도록 제조되는 것이 바람직하며, 정제, 캡슐, 연질캡슐, 수성 약제, 환제, 과립 등과 같은 경구 형태로 제조되는 것이 가장 바람직하다.
상기 제제화에서 본 발명의 펩타이드는 부형제(excipient)없이 연질 캡슐에 충전될 수 있고, 담지체와 혼합되거나 희석된 후에 적당한 제제로 만들어질 수도 있다. 적합한 담지체의 예로는 전분, 물, 염수, 링거액, 덱스트로스 등이 있다.
상기 조성물은 약학 조성물 또는 식품 조성물로 응용될 수 있다.
상기 약학 조성물은 인간을 포함한 동물에 직접 적용될 수 있다. 상기 동물은 식물에 대응하는 생물군으로 주로 유기물을 영양분으로 섭취하며, 소화나 배설 및 호흡기관이 분화되어 있는 것을 말하고, 바람직하게는 척추동물, 더욱 바람직하게는 포유류일 수 있다. 상기 포유류는 인간, 돼지, 소 또는 염소 등일 수 있으며, 바람직하게는 인간일 수 있다.
상기 약학 조성물은 본 발명에 따른 상기 펩타이드를 유효성분으로 단독으로 포함할 수 있고, 이외 제형, 사용방법 및 사용목적에 따라 추가성분 즉, 약제학적으로 허용되거나 영양학적으로 허용되는 담체, 부형제, 희석제 또는 부성분을 추가로 포함할 수 있다.
보다 상세하게는 상기 약학 조성물은 상기 유효성분 외에 추가로 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제,글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 추가로 함유할 수 있다. 또한, 상기 담체, 부형제 또는 희석제는 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자이리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀루로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유, 덱스트린, 칼슘카보네이드, 프로필렌글리콜, 리퀴드 파라핀, 생리식염수로 이루어진 군에서 선택된 1이상 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 통상의 담체, 부형제 또는 희석제 모두 사용가능하다. 상기 성분들은 본 발명의 펩타이드에 독립적으로 또는 조합하여 추가될 수 있다.
상기 약학 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 상기 본 발명의 펩타이드를 0.001 중량% 내지 99.9 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 99 중량%, 더욱 바람직하게는 1중량% 내지 50 중량% 포함할 수 있다.
또한, 상기 약학 조성물은 약제화하는 경우, 통상의 충진제, 증량제, 결합제, 붕해제, 계면활성제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 또는 방부제 등을 더욱 포함할 수 있으며, 경구 또는 비경구 모두 사용 할 수 있다.
구체적으로 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 유효성분에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제 예를 들면, 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 약학 조성물의 제형은 사용방법에 따라 바람직한 형태일 수 있으며, 특히 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 채택하여 제형화할 수 있다. 구체적인 제형의 예로는 경고제, 과립제, 로션제, 리니멘트제, 리모나데제, 산제, 시럽제, 안연고제, 액제, 에어로솔제, 엑스제(EXTRACTS), 엘릭실제, 연고제, 유동엑스제, 유제, 현탁제, 전제, 침제, 점안제, 정제, 좌제, 주사제, 주정제, 캅셀제, 크림제, 환제, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀 등이 있다.
더 나아가 본 발명의 약학 조성물은 당해 기술 분야의 공지된 적절한 방법을 사용하여 또는 레밍턴의 문헌(Remington's Pharmaceutical Science(최근판), Mack Publishing Company, Easton PA)에 개시되어 있는 방법을 이용하여 바람직하게 제형화될 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물의 투여량은, 투여방법, 복용자의 연령, 성별 및 체중, 및 질환의 중증도 등을 고려하여 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 일예로, 본 발명의 약학 조성물은 본 발명의 펩타이드를 기준으로 할 때, 0.000001 mg/kg/day 내지 1000 mg/kg/day로 투여할 수 있다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 약학 조성물은, 유효성분인 상기 본 발명의 펩타이드 이외에 공지의 간질환 치료효과를 갖는 화합물, 특히 식품으로 사용되는 천연물 유래 물질을 더욱 포함할 수 있으며, 상기 유효성분 100 중량부에 대하여 각각 5 중량부 내지 100 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 본 발명의 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 식품 조성물을 제공한다. 본 발명의 식품 조성물의 예로는 식품, 식품첨가제, 음료 또는 음료첨가제를 들 수 있다.
본 발명의 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은 그 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.
본 명세서에서 식품이란 함은 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 식품, 식품 첨가제, 건강 기능성 식품 및 음료를 모두 포함하는 의도이며, 바람직하게는 껌 또는 캔디일 수 있다.
본 발명의 펩타이드를 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 캔디, 차, 비타민 복합제, 기능성 식품 등이 있다. 추가로, 본 발명에서 식품에는 특수영양식품(예, 조제유류, 영,유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류 등), 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과실,채소류, 음료, 두유류, 발효음료류, 아이스크림류 등), 천연조미료(예, 라면 스프 등), 비타민 복합제, 알코올 음료, 주류 및 그 밖의 건강보조식품류를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 식품, 음료 또는 식품첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에서 기능성 식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미하며, 바람직하게는 본 발명의 기능성 식품은 간질환의 예방 또는 개선에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현할 수 있는 식품을 의미한다. 상기 기능성 식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 기능성 식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명에서 음료란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며 기능성 음료를 포함하는 의도이다. 상기 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기의 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100㎖ 당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 5 내지 12g일 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일 주스, 과일 쥬스 음료, 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.
상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분을 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제는 본 발명의 펩타이드 100 중량부 당 0 내지 100,000 중량부, 바람직하게는 0.00001 내지 10,000 중량부 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 기능성 음료란 음료에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료를 의미한다.
상기 기능성음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 펩타이드를 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물은 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0 중량부 내지 20 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 18 중량부, 더욱 바람직하게는 5 중량부 내지 12 중량부 포함될 수 있다.
또한, 간질환의 예방 또는 개선의 효과를 목적으로 하는 식품 조성물에 있어서, 상기 본 발명의 펩타이드 양은 전체 식품 중량의 0.00001 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 간질환 치료 또는 예방용 조성물 제조방법에 관한 것이다.
상기 방법은 굴에서 알칼리 pH 전이공정으로 단백질을 회수하는 단계 및 상기 단백질에 가수분해효소를 처리하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 단백질 분해효소는 통상의 단백질 분해효소일 수 있고, 일 예로 Protamex 또는 Neutrase일 수 있다. 상기 단백질 분해효소의 처리량은 각각 굴 단백질의 농도의 0.5 내지 5% 또는 1 내지 2%일 수 있다. 상기 단백질 분해효소의 처리는 구체적으로, Protamex를 처리한 후에 Neutrase를 처리하는 방법으로 수행할 수 있고, 상기 반응조건 및 반응시간과 효소의 불활성화 처리는 각 효소의 종류에 의해 적절하게 조절될 수 있으며, 일 예로 상기 반응 조건은 20 내지 60℃ 또는 35 내지 45℃에서 10분 내지 120분 또는 30분 내지 90분 동안 반응을 수행할 수 있다. 상기 단백질 분해효소의 불활성화를 위한 열처리는 50 내지 150℃ 또는 80 내지 120℃에서 10분 내지 120분 또는 30분 내지 90분 동안 수행할 수 있다.
또한, 상기 제조방법은 상기 효소처리물에 최종 농도가 60%(v/v)가 되도록 에탄올을 첨가하는 단계 및 2 내지 6℃의 저온실에서 30분 내지 120분 또는 45분 내지 90분 동안 방치하여 에탄올 불용성 물질과 잔여 단백질을 침전시킨 후, 원심분리를 이용하여 제거하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 또한, 상기 침전물을 제거하여 수득한 상측액을 여과하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 만들어진 간질환 치료 또는 예방용 조성물에 관한 것이다. 상기 간질환 치료 또는 예방용 조성물은 굴 효소처리물을 포함하는 것일 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
<실시예 1>
실험 준비
<1-1>
재료 준비
본 발명의 실험에 사용한 참굴(Crassostrea gigas; 각장, 5.8± 0.4 cm; 각고, 3.2± 0.4 cm; 체중, 9.8± 2.1 g)은 경남 통영 연안의 양식장에서 2008년에서 2009년에 걸쳐 채취하여 인근의 가공공장에서 알굴의 형태로 급속 동결한 제품으로서 가공 후 1-2년 동안 냉동 보관한 제품을 단백질 가수분해 시료로 사용하였다.
가수분해를 위한 단백질 분해 효소는 바이오시스 사(Busan, Korea)에서 구입한 중성 단백질 가수 분해 효소(neutral protease;neutrase) 와 서브틸리신 프로테아제(subtilisin protease; Protamex)를 사용하였으며, 단백질의 가교결합을 위한 트랜스글루타미나아제(TGase, TG-K)는 Ajinomoto 사(Tokyo, Japan)에서 구입하였다. HepG2 세포주는 한국세포주 은행(KTCC, Seoul, Korea)에서 분양 받아 사용하였다.
<1-2>
통계처리
모든 실험 결과는 3회 이상 반복한 실험값의 평균으로 표시하였다. 통계분석은 Student's t-test를 이용하였고, 대조군에 대한 통계적 유의성은 p<0.05수준에서 각 실험군 평균값 간의 유의성을 검증하였다.
<실시예 2>
굴 가수분해물의 제조
본 발명의 굴 가수분해물을 제조하기 위하여 굴 분쇄물에 단백질 분해효소인 1% Protamex와 1% Neutrase로 각각 40℃에서 1시간과 50℃에서 1시간 가수분해하였다. 두 가지 단백질 분해효소로 가수분해하기 전에 굴 단백질의 가교결합을 위해 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리한 가수분해물을 TGPN이라 하고, 이 같은 전처리를 수행하지 않은 가수분해물을 PN이라 하였다. 실험에 사용한 시료는 굴 가수분해물을 증류수에 일정한 농도로 녹여 사용하였다.
<실시예 3>
굴 가수분해물의 아미노산 분석
본 발명자들은 굴 가수분해물의 아미노산 함량을 측정하기 위하여 시료 50 mg을 5 mL의 6 N HCl로 24시간 가수분해한 후 3G-4 글라스 필터(glass filter)로 여과하여 40℃ 이하에서 회전진공증발기(N-1, Rikakikai Co, Ltd, Tokyo, Japan)에서 HCl을 완전히 증발시켜 농축한 후, 구연산(citric buffer; pH 2.2)을 25 ml로 정용한 다음 아미노산 자동분석기(Biochrome 20, Pharmacia Biotech, co., Massachusetts, USA)로 정량 분석하였다.
그 결과, 굴 가수분해물의 총 아미노산 조성의 합은 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리한 가수분해물인 TGPN이 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리하지 않은 가수분해물인 PN에 비하여 다소 높았으나, 조성 비율은 큰 차이를 보이지 않았음을 알 수 있었다( 표 1 참조).
<표 1> 각 시료별 굴 가수분해물의 총 아미노산 조성(g/100g sample)
상기의 결과는 단백질 가교결합을 위해 사용한 TGase가 가수분해에 영향을 미치지 않았음을 제시한다. 가장 함량이 높은 아미노산은 글루탐산(glutamic acid), 프롤린(proline)과 아스파르트산(aspartic acid)이었으며, 아르기닌(arginine)의 함량도 비교적 높아 전형적인 패류 단백질의 특징을 보임을 알 수 있었다. TGPN과 PN의 조단백질 함량은 각각 49.2%와 43.7%으로서, 총 구성 아미노산의 함량인 36.69 g/100g 시료와 30.77g/100 g- 시료에 비하여 각각 12.51 g과 12.92 g이 차이를 보임을 알 수 있었다.
이 같은 차이는 유리아미노산의 함량에 기인하는 것으로 추정되며, TGPN 분무건조물의 총 구성아미노산은 39.08 g/g-시료이고, 유리아미노산의 함량은 17.49 g/g-100g-라고 보고하여 총 구성아미노산의 함량은 lot에 따라 다소 차이가 있으나 약 37 ~ 40 g/100 g-시료의 범위임을 알 수 있었다.
<실시예 4>
굴 가수분해물의 분자량 측정
본 발명자들은 굴 가수분해물의 분자량을 측정하기 위하여 Superdex HR peptide 칼럼(1.0× 30 cm)을 장착한 AKTA Purifier(GE Healthcare, Connecticut, USA)에 0.20 μm 나일론 필터(nylon filter)로 여과한 시료 50 uL를 로딩(loading)하였다. 0.1 N NaCl을 포함하는 20 mM Tris-HCl(pH 7.5) 용액을 0.3 mL/min의 속도로 용출하면서 용출하는 단백질과 펩타이드는 각각 226 nm와 280 nm에서 검출하였다. 분자량은 같은 조건에서 용출한 탄산무수화효소(carbonic anhydrase; 분자량 29,000), 시토크롬 C(cytochrome C; 분자량 12,400), 아프로티닌(aprotinin; 분자량 6,500), vitamine B12(분자량 1,355) 및 카르노신(carnosine; 분자량 225)로 작성한 검량곡선에 따라 측정하였다.
그 결과, 굴 단백질의 가교결합을 위해 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리한 가수분해물인 TGPN 및 트랜스글루타미나아제(transglutaminase) 전처리를 수행하지 않은 가수분해물인 PN 가수분해물은 약 360 Da에 해당하는 di- 혹은 tripeptide가 대부분을 차지하였으며, TGPN은 PN에 비하여 허공용적(void volume)에 해당하는 peak의 함량이 줄어든 대신 480 Da에 해당하는 peak가 분명히 해리되어 차이를 보이고 있음을 알 수 있었다(도 1 참조).
한편 TGPN은 PN에 비하여 360 Da 이하에서 다양한 peak분포를 보여 분자량 분포에 확실한 차이를 보였다. 이 같은 결과는 두 가지 형태의 가수분해물의 주요 생성 펩타이드는 동일하나, 저분자 펩타이드는 TGase에 의한 공유결합의 결과로 절단 부위에 차이가 있으며, 아실기 전이반응과 탈이미노 반응을 증거를 제시하는 것으로 추정된다. TGase는 단백질의 Gln잔기와 Lys잔기 사이의 ε-(γ-glutamyl)lysine 연결을 통해 분자내 혹은 분자간 가교결합을 형성하고, 아실기 전이반응과 탈아미노 반응을 통해 암모니아를 형성한다.
<실시예 5>
굴 가수분해물의 HepG2 세포에 대한 독성 분석
본 발명자들은 아세트아미노펜 유도 간세포 생존률 측정에 앞서 HepG2 세포에 대한 굴 가수분해물의 독성을 확인하기 위하여 하기와 같이 실험을 진행하였다.
먼저, 인간 간암 세포인 HepG2 세포는 10% (v/v) fetal bovine serum(FBS), 페니실린(100 U/mL), 스트렙토마이신(100 ㎍/mL), 1% 비필수 아미노산, 1 mM 소디움 피루베이트(sodium pyruvate)를 첨가한 MEM 배지로 37℃의 온도에서 5% CO2가 유지되도록 배양하였다. 아세트아미노펜을 통한 간세포 독성유도 실험을 실시하기 전에 굴 가수분해물의 독성을 확인하기 위해 HepG2의 독성 시험을 수행하였다.
즉 96 웰 플레이트(well plate)에 세포농도 2.5×105 cells/mL로 분주한 후 세포부착을 위해 24시간 배양한 후, 시료를 농도별(50, 100, 150, 200, 250, 300 및 400 ㎍/mL)로 처리하여 세포의 독성유무를 확인하였으며, 시료의 독성 측정을 위한 세포의 생존률은 Cell Counting Kit-8(CCK-8, Dojindo, Kumamoto, Japan)를 이용하여 측정하였다.
시료를 처리하지 않고 배양한 대조군과 대비하여 HeG2 세포주에 대한 세포 생존율을 측정한 결과, 굴가수분해물 TGPN은 400 ㎍/mL까지 세포독성을 보이지 않는 반면, PN은 200 ㎍/mL 이상의 농도에서 약한 세포독성을 보이는 것으로 나타냄을 확인하였다.
<실시예 6>
아세트아미노펜 유도 간 손상에 대한 굴 가수분해물의 간세포 보호 효능 분석
본 발명의 굴 가수분해물에 실제로 간세포를 보호하는 효능이 있는지를 알아보기 위하여 먼저 아세트아미노펜의 HepG2 cell에 대한 독성을 유도하기 위하여 아세트아미노펜을 농도별로 처리한 다음, 세포 독성을 측정하는 방법과 동일한 방법으로 세포 생존율을 측정하였다.
그 결과, 아세트아미노펜 처리 시 세포 생존률은 30 mM에서 약 50-60%의 생존율을 보임을 알 수 있어, 앞으로의 실험에는 30 mM의 농도로 간세포의 손상을 유도하였다.
또한, 본 발명의 실험을 위하여 대조군은 무처리 배지로 배양하고, 음성 대조군에는 아세트아미노펜만을 첨가하였으며 양성 대조군으로는 현재 간질환 및 간경변 보조치료제로 사용되고 있는 실리비닌을 처리하였다. 실험군에는 30 mM 아세트아미노펜과 일정한 농도의 굴 가수분해물을 함께 첨가하여 24시간 동안 배양한 후 세포의 생존율을 측정하였다.
세포의 생존율은 독성시험과 같이 Cell Counting Kit-8를 이용하였고, CCK-8 kit 시약을 처리한 후 ELISA Microplate reader(VersaMax ELISA Microplate Reader, Molecular Devices, California, USA)로 450 nm 에서 흡광도를 측정하였으며, 세포의 생존율은 시료를 처리하지 않은 대조군에 대비한 시료 처리군의 흡광도 비의 백분율로 표시하였다.
그 결과, 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군과 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리하지 않은 가수분해물인 PN 군은 매우 높은 간세포 생존율을 보임을 알 수 있었다.
시료 무첨가 대조군의 세포 생존율을 100으로 보았을 때 아세트아미노펜만을 처리한 음성 대조군은 60.7± 3.2%의 생존율을 보인 반면, TGPN 가수분해물의 경우 50 ㎍/mL의 농도에서 92.1± 6.7%, 100 ㎍/mL의 농도에서는 136.2± 1.4, 200 ㎍/mL의 농도에서는 179.6± 3.8%의 높은 세포 생존율을 보여 아세트아미노펜만을 처리한 음성 대조군에 비해 31.4-118.9%의 높은 간세포 생존율 증가를 보임을 알 수 있었다(표 3 참조).
즉 100 ㎍/mL 이상의 농도에서는 간손상은 관측되지 않았고, 배양한 세포보다 오히려 세포 증식률이 높은 것을 미루어 높은 간세포 재생효능을 확인할 수 있었다. 한편 PN 가수분해물은 100 ㎍/mL과 200 ㎍/mL의 농도에서 각각 107.9± 8.9%와 130.6± 7.6%의 세포 생존율을 보였다.
TGPN 굴 가수분해물 처리군은 PN 가수분해물 처리군에 비하여 간세포 증식률이 더 크게 증가하는 경향을 보였다. 양성 대조군으로 실험한 실리비닌은 아세트아미노펜과 함께 처리 시 농도가 증가함에 따라 간세포 생존율이 증가하였으나, 20 ㎍/mL 이상의 농도에서는 오히려 세포 생존율이 감소하였다. 실리비닌 처리군의 경우, 아세트아미노펜 만을 처리한 음성대조군의 생존율에 비해 20 ㎍/mL의 농도에서 세포의 생존울은 37.1%가 증가하였다. 굴 가수분해물의 간세포 생존율과 실리비닌의 세포 생존율을 비교하면 실리비닌 20 ㎍/mL 농도에서의 세포 생존율과 유사한 세포 생존율은 TGPN과 PN의 경우 각각 약 50 ㎍/mL과 100 ㎍/mL이었다. 이 같은 세포생존율의 결과는 실리비닌 용량의 2/5~ 1/5에 해당하여 단일 물질인 약물과 비교할 때도 굴 가수분해물의 간세포 재생효능이 매우 높음을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 방법으로 제조된 굴 가수분해물은 간세포 재생 효능이 매우 높으며, 이러한 효과는 시중 판매되고 있는 간질환 치료제인 실리비닌보다 월등함을 알 수 있었다.
<표 3>
<실시예 7>
아세트아미노펜 유도 간 손상에 대한 굴 가수분해물의 GOT와 GPT 활성 분석
실시예 5 아세트아미노펜을 통한 간세포 독성유도 실험과 동일하게 시료를 처리한 후 배양액을 취해 배양액에 유리된 GOT(glutamic oxaloacetic transaminase ) 및 GPT(glutamic pyruvic transaminase) 효소의 활성을 측정하였다.
GOT 와 GPT의 활성은 아산셋트 GOT, GPT 측정용 시액(아산제약주식회사, 서울, 한국)을 구입하여 사용하였다. GOT 및 GPT 활성은 기질액인 L-aspartic acid 및 DL-alanine 1 mL에 배양액 0.2 mL 가해 잘 혼합한 후 37℃에서 GOT는 60분, GPT는 30분간 항온하였다. 정색시약 1 mL을 가하고 잘 혼합하여 실온에서 20분간 보관한 후 0.4 N NaOH를 10 mL 첨가하여 10분간 정치하고 505 nm에서 흡광도를 측정하였다. GOT 활성은 표준 곡선을 이용하여 karmen unit로 나타내었다.
GOT와 GPT의 활성 비교를 위하여 시료를 처리하지 않은 대조군에 대비한 시료 처리군의 활성을 비교하여 백분율로 나타내었다.
그 결과, GOT활성은 아세트아미노펜만을 처리한 음성 대조군에 비해 TGPN과 PN 처리군은 농도가 증가함에 따라 유의적인 감소 효과를 보임을 알 수 있었다(표 4 참조). 음성 대조군의 경우에 38.3± 0.2 karmen/mL이었으며, TGPN 100과 PN 100 ㎍/mL 농도에서 각각 24.8± 3.6 karmen/mL와 25.1± 3.1 karmen/mL로 나타났으며, TGPN 200과 PN 200에서는 19.9± 0.5 와 22.0± 2.4 karmen/mL로서 농도에 따라 유의적인 활성 감소를 확인할 수 있었다.
상기와 같은 결과는 미처리 대조군 19.5± 0.7 karmen/mL와 거의 유사한 수준까지 활성이 감소되었음을 알 수 있었다. 실리비닌의 경우에는 10 ㎍/mL과 20 ㎍/mL의 농도에서 유의적인 활성 감소를 보였으나 굴 가수분해물보다 감소의 폭은 크지는 않았다.
<표 4>
또한, GPT 활성 측정에서도 GOT 와 유사한 결과를 보였다(표 5 참조). 아세트아미노펜 만을 처리한 음성 대조군에 비해 TGPN과 PN 처리군은 GOT 와 마찬가지로 농도가 증가함에 따라 크게 감소하였다. GOT의 활성은 미처리 대조군의 경우에 18.5± 2.9%이었으며, 음성 대조군은 35.3± 1.4 karmen/mL였다. TGPN 100과 PN 100에서는 음성 대조군에 비해 32.6%와 19.5%까지 활성이 감소하였다. 더욱이 TGPN 200과 PN 200은 미처리 대조군과 거의 유사한 정도까지 활성이 저하하였다. TGPN과 PN 가수분해물 모두 GOT 와 GPT에서 활성이 감소하였고, TGPN이 PN보다 효과적인 것으로 나타났다. 실리비닌의 경우에는 10 ㎍/mL의 농도에서 유의적인 활성 감소가 인지되었으나, 굴 가수분해물의 GPT 활성 저하 효능이 더 큰 것으로 나타났다.
<표 5>
<
실시예
8 >
아세트아미노펜 유도 간 손상에 대한 굴 펩타이드의 간세포 보호 효능 분석
본 발명의 굴 유래 펩타이드의 간세포를 보호하는 효능이 있는지를 알아보기 위하여 굴 가수분해물과 동일한 방법으로 아세트아미노펜에 대한 간보호능을 측정해 보았다.
간세포인 Chang cell에 아세트아미노펜 처리 시 세포 생존률이 약 50% 정도되는 15 mM 에서 간세포 손상을 유도하였다.
또한, 본 발명의 실험을 위하여 대조군은 무처리 배지로 배양하고, 음성 대조군에는 아세트아미노펜만을 첨가하였으며 실험군에는 15 mM 아세트아미노펜과 일정한 농도의 굴 펩타이드를 함께 세포에 처리하여 24시간 동안 배양한 후 세포의 생존율을 측정하였다.
세포의 생존율은 독성시험과 같이 Cell Counting Kit-8를 이용하였고, CCK-8 kit 시약을 처리한 후 ELISA Microplate reader(VersaMax ELISA Microplate Reader, Molecular Devices, California, USA)로 450 nm 에서 흡광도를 측정하였으며, 세포의 생존율은 시료를 처리하지 않은 대조군에 대비한 시료 처리군의 흡광도 비의 백분율로 표시하였다.
<표 6>
본 발명의 굴 펩타이드의 아미노산 서열 확인
<표 7>
상기와 같이 측정한 결과, 굴 유래 펩타이드 중 VKW 와 KYW 배열을 가지는 펩타이드에서 아세트아미노펜 손상에 대한 간세포 보호 효능을 확인할 수 있었다. Chang cell에 15 mM 의 아세트아미노펜을 처리하였을 때 세포는 미처리군에 비해 46.8 ± 10.4% 의 세포생존률을 보여주었고, VKW 에서는 20 ㎍/mL 의 농도에서 70.5± 16.4%의 생존률로 유의적인 생존률 증가를 보여주었다. KYW의 경우에는 20 ug/ml 에서 유의적인 생존률의 증가를 보여주었으며 생존률은 62.5± 8.7% 임을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명의 굴 유래 펩타이드에 아세트아미노펜으로 손상된 간질환을 예방 및 치료 효과가 있음을 알 수 있었다.
<실시예 9>
알코올 유도 간 손상에 대한 굴 가수분해물의 간세포 보호 효능 분석
본 발명의 굴 가수분해물에 실제로 간세포를 보호하는 효능이 있는지를 알아보기 위하여 먼저 알코올의 HepG2 cell에 대한 독성을 유도하기 위하여 알코올(EtOH)을 100 mM로 처리하여 간세포의 손상을 유도한 다음, 세포 독성을 측정하는 방법과 동일한 방법으로 세포 생존율을 측정하였다.
또한, 본 발명의 실험을 위하여 대조군은 무처리 배지로 배양하고, 음성 대조군에는 알코올만을 첨가하였으며 양성 대조군으로는 현재 간질환 및 간경변 보조치료제로 사용되고 있는 실리비닌을 처리하였다. 실험군에는 100 mM 알코올과 75, 150 및 300 ㎍/mL 농도의 굴 가수분해물을 함께 첨가하여 24시간 동안 배양한 후 세포의 생존율을 측정하였다.
세포의 생존율은 독성시험과 같이 Cell Counting Kit-8를 이용하였고, CCK-8 kit 시약을 처리한 후 ELISA Microplate reader(VersaMax ELISA Microplate Reader, Molecular Devices, California, USA)로 450 nm 에서 흡광도를 측정하였으며, 세포의 생존율은 시료를 처리하지 않은 대조군에 대비한 시료 처리군의 흡광도 비의 백분율로 표시하였다.
그 결과, 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리한 가수분해물인 TGPN 군은 농도가 증가함에 따라 간세포 보호능도 유의적으로 증가하였고, 특히 300 ㎍/mL의 농도에서 94%의 간세포 회복능을 나타내었다. 이러한 결과는 양성 대조군으로 사용한 실리마린 125 ㎍/mL의 농도값과 동일한 값임을 확인하였다(도 3 참조).
<실시예 10>
알코올 유도 간 손상에 대한 굴 가수분해물의 AST와 ALT 활성 분석
실시예 9의 알코올을 통한 간세포 독성유도 실험과 동일하게 시료를 처리한 후 배양액을 취해 배양액에 유리된 AST(aspartate aminotransferase) 및 ALT(alanine aminotransferase) 효소의 활성을 측정하였다.
AST 와 ALT의 활성은 아산셋트 AST, ALT 측정용 시액(아산제약주식회사, 서울, 한국)을 구입하여 사용하였다. AST 및 ALT 활성은 기질액인 L-aspartic acid 및 DL-alanine 1 mL에 배양액 0.2 mL 가해 잘 혼합한 후 37℃에서 AST는 60분, ALT는 30분간 항온하였다. 정색시약 1 mL을 가하고 잘 혼합하여 실온에서 20분간 보관한 후 0.4 N NaOH를 10 mL 첨가하여 10분간 정치하고 505 nm에서 흡광도를 측정하였다. AST 활성은 표준 곡선을 이용하여 karmen unit로 나타내었다.
AST와 ALT의 활성 비교를 위하여 시료를 처리하지 않은 대조군에 대비한 시료 처리군의 활성을 비교하여 백분율로 나타내었다.
그 결과, TGPN은 300 ㎍/mL의 농도에서 알코올 독성에 기인한 AST 활성과 ALT 활성을 각각 유의적으로 68.3%와 48.5%까지 감소시켜, 농도에 따라 유의적인 활성 감소를 확인할 수 있었다. 이 같은 결과는 실리마린 농도 125 ㎍/mL의 세포독성에 의한 간손상 보호효과와 거의 유사한 결과이다(도 4 참조).
<
실시예
11>
알코올 유도 간 손상에 대한 굴 가수분해물의 간손상 보호 효능 분석
본 발명의 굴 가수분해물의 NO 생성량과 MDA 생성 억제능을 알아보기 위하여 HepG2 세포에 농도별로 TGPN(0~300 ㎍/mL)과 silymarin(0~250 ㎍/mL)을 처리한 후 1시간이 지난 뒤에 실시예 9의 알코올을 통한 간세포 독성 유도 실험과 동일하게 에탄올 100 mM을 24 시간 처리하였다.
NO 생성량은 상층액만을 취하여 Nitic Oxide Colorimetric Assay Kit(Biovision, CA, USA)를 이용하여 540nm에서 흡광도를 측정하였다. NO 함량은 nitrite standard curve를 작성하고 540nm에서 측정한 흡광도 값을 대입하여 HepG2 세포가 분비하는 NO 함량을 산출하였다.
MDA 생성 억제능은 처리된 세포를 떼어낸 후 Lipid Peroxidation(MDA) Colorimetic/Fluorometirc Assay Kit(Biovision, CA, USA)를 이용하여 532nm에서 흡광도를 측정하였다. MDA 함량은 MDA standard curve를 작성하고 532nm에서 측정한 흡광도 값을 대입하여 HepG2 세포가 분비하는 MDA 함량을 산출하였다.
그 결과, TGPN 가수분해물(300 ㎍/mL)은 단백질의 산화적 손상을 35.6%까지 감소시켰고, 아울러 NO 생성도 61.7%까지 감소시켜 실리마린(125 ㎍/mL)과 거의 동일한 알코올 독성에 의한 간손상 보호효과를 보였다(도 5 참조). 이와 같은 결과는 TGPN 굴 가수분해물이 약물 독성 뿐 아니라 알코올 독성 보호에도 유의적인 효과가 있음을 제시하는 결과이다.
또한, 본 발명자들은 본 발명의 굴 가수분해물에서 분리한 펩타이드인 VKW(Val-Lys-Trp)의 아미노산 서열 또는 KYW(Lys-Tyr-Trp)의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드에 대해 알코올 유도 간 손상에서 간보호 효과가 있는지 상기 실시예 9 내지 11의 실험방법과 동일한 실험을 수행한 결과(단, 유효성분으로 굴 가수분해물 대신 펩타이드를 사용), 굴 가수분해물과 같이 이들 펩타이드가 간 손상을 효과적으로 보호하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
<110> INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION GYEONGSANG NATIONAL UNIVERSITY
<120> Oyster peptide for treating or preventing liver disease
<130> PN1507-203
<140> 10-2015-0125009
<141> 2015-09-03
<150> KR 10-2014-0117779
<151> 2014-09-04
<160> 14
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 9
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
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<223> nucleotide
<400> 1
guaaaaugg 9
<210> 2
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<210> 13
<211> 3
<212> PRT
<213> Crassostrea gigas
<400> 13
Val Lys Trp
1
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<211> 3
<212> PRT
<213> Crassostrea gigas
<400> 14
Lys Tyr Trp
1
Claims (11)
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- 삭제
- 굴 분쇄물을 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리한 뒤, 프로타멕스(protamex) 및 뉴트라아제(neytrase)로 순차적으로 반응시킨 굴 가수분해물에서 분리한 서열번호 13의 VKW(Val-Lys-Trp)의 아미노산 서열 및 서열번호 14의 KYW(Lys-Tyr-Trp)의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 알코올 또는 약물 유발성 간손상의 예방 및 치료용 약학적 조성물.
- 제4항에 있어서,
상기 펩타이드는 간세포를 보호 또는 재생시키는 것을 특징으로 하는 알코올 또는 약물 유발성 간손상의 예방 및 치료용 약학적 조성물. - 굴 분쇄물을 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리한 뒤, 프로타멕스(protamex) 및 뉴트라아제(neytrase)로 순차적으로 반응시킨 굴 가수분해물에서 분리한 서열번호 13의 VKW(Val-Lys-Trp)의 아미노산 서열 및 서열번호 14의 KYW(Lys-Tyr-Trp)의 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 알코올 또는 약물 유발성 간손상의 예방 및 개선용 건강기능성식품.
- 굴 분쇄물을 트랜스글루타미나아제(transglutaminase)로 전처리한 뒤, 프로타멕스(protamex) 및 뉴트라아제(neytrase)로 순차적으로 반응시킨 굴 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 알코올 또는 약물 유발성 간손상의 예방 및 치료용 약학적 조성물.
- 제7항에 있어서,
프로타멕스(protamex)는 30~65℃의 온도에서 0.5 ~ 12 시간 반응시키고, 뉴트라아제(neytrase)는 30 ~ 65℃의 온도에서 0.5 ~ 12시간 반응시킨 것을 특징으로 하는 알코올 또는 약물 유발성 간손상의 예방 및 치료용 약학적 조성물. - 제8항에 있어서,
트랜스글루타미나아제는 20~40℃의 온도에서 0.5~3 시간 반응시키는 것을 특징으로 하는 알코올 또는 약물 유발성 간손상의 예방 및 치료용 약학적 조성물. - 삭제
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