KR102216213B1 - 마그네슘세리네이트 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네슘-세리네이트 화합물(Magnesium-Serinate)을 유효성분으로 함유하는 당뇨병(diabetes)의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것으로서, 보다 구제척으로는 마그네슘과 세린이 킬레이트 결합된 마그네슘-세리네이트 화합물을 유효성분으로 하는 강력한 α-글루코시다아제(α-glucosidase) 저해를 통한 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것이다. 본 발명의 약학적 조성물 및 건강 기능 식품의 유효성분으로서의 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 당뇨병의 예방 또는 개선용 의약품 및 건강 기능 식품으로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물은 인간 적혈구 용혈활성이 없으며, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건 및 혈장 내에서도 α-글루코시다아제 저해 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업 및 식품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 마그네슘-세리네이트 화합물(Magnesium-Serinate)을 유효성분으로 함유하는 당뇨병(diabetes)의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것으로서, 보다 구제척으로는 마그네슘과 세린이 킬레이트 결합된 마그네슘-세리네이트 화합물을 유효성분으로 하는 강력한 α-글루코시다아제(α-glucosidase) 저해를 통한 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것이다.
현대인에게 가장 흔한 질병중 하나인 당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사질환의 일종으로서 혈중 포도당 농도가 높은 것이 특징이며, 고혈당으로 인하여 여러 증상 및 징후를 일으킨다. 당뇨병은 제1형과 제2형으로 구분되는데, 제1형 당뇨병은 유전적 영향에 의해 인슐린을 전혀 생산하지 못하는 것이 원인이 되어 발생하며, 제2형 당뇨병은 인슐린 기능이 떨어져 인슐린 저항성(insulin resistance)이 원인으로 알려져 있다. 특히, 제2형 당뇨병은 식생활의 서구화에 따른 고열량, 고지방, 고단백의 식단, 운동부족, 스트레스 등 환경적인 요인이 크게 작용하는 것으로 알려져 있다. 당뇨병의 치료를 위해서는 제1형 당뇨병의 경우에는 인슐린 주사가 필수적이며, 제2형 당뇨병의 경우에는 생활습관 교정 및 약물치료가 필요하며, 대표적으로 인슐린 분비 촉진제(예, 레파글리나이드, 미티글이나이드) 및 소장에서의 탄수화물 흡수 지연제[글루코바이: 성분명-아카보즈(acarbose), 베이슨: 성분명-보글리보스 (voglibose)] 등이 이용되고 있다.
한편, L-세린(L-serine: 2-amino-3-hydroxypropionic acid: C3H7NO3, 분자량 105.09)은 생체 내에서 단백질을 구성하는 준필수 아미노산(conditionally essential amino acid)으로 분류되고 있으며, 녹는점은 228℃, 끓는점은 259℃로 알려져 있다. 또한, 25℃에서의 최대 용해도는 42.5%로 아미노산 중에서도 물에 잘 녹는 아미노산으로 알려져 있으며, 백색의 결정성 분말은 단맛을 가지며 냄새는 없다. 또한, L-세린은 대한민국 식품첨가물 공전에서 [품목별 규격 및 기준]이 정해진 허용 첨가물이며, 모발 및 피부 컨디셔닝제 용도로 화장품 소재로도 등록되어 있어(EINECS No: 200-274-3) 사용상 안전성이 확보되어 있다.
L-세린은 글리신과 시스테인 등의 아미노산의 생합성, DNA 전구체인 퓨린 및 피리미딘의 생합성, 세포막 인지질인 포스파티딜세린(phosphatidylserine)의 생합성 및 뇌에서의 스핑고미엘린 (sphingomyeline), 세레브로시드(cerebrosides) 및 D-세린(D-serine) 등의 생합성에도 중요하게 관여한다. 따라서, 세포 내 L-세린의 농도는 세포의 분열증식에 따른 성장조절, 산화적 스트레스에 대한 대응[Pompella et al., 2003. Biochem. Pharmacol. 66, 1499-1503], 활성산소종(reactive oxygen radicals, ROS)에 의한 손상으로부터 세포를 보호하는 방어기전에도 중요하게 기여할 수 있다[Aoyama et al., 2008. J. Pharmacol.Sci. 108, 227-238; Zhou et al., 2017, Mol Nutr. Food Res. 61, https://doi.org/10.1002/mnfr.201700262].
한편, 킬레이트 화합물은 두 개 또는 그 이상의 배위 원자를 갖는 배위자(다배위자)가 고리를 형성하여 금속과 만든 화합물을 말하는 데, 이는 전기적, 물리적, 화학적 방법 등으로 제조할 수 있다. 특히, 아미노산-킬레이트 조성물의 경우, 자체의 구성 아미노산 및 구성 금속보다 다양한 유용 특성들이 나타나게 되는 바, 용해도가 증가되며, 다양한 온도와 PH에서 안정성을 유지하고, 무기태 금속보다 생체 흡수 및 생체 이용률이 증가되며, 우수한 표적기관으로의 전달 및 흡수 개선효과를 가지며, 제품의 물성과 맛에 영향을 주지 않으므로, 약제로서 뿐만 아니라 음료, 화장품, 일반 식품, 사료, 식물성장 촉진제 등에 널리 활용이 가능하다.
최근 본 연구팀은 증가된 용해성(~50%)과 개선된 BBB(혈관-뇌 관문: Blood-Brain Barrier) 투과효율을 나타내면서, 미토콘드리아 산소소비 효율 증대 및 소포체 스트레스 감소에 의한 신경세포 증식억제 및 사멸 억제효과를 나타내는 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물의 제조법과 이의 용도에 대한 특허등록(대한민국 등록특허 제10-1952443호, 신규한 마그네슘세리네이트 화합물 및 이의 용도)을 한 바 있으며, 상기 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물에 실제 이용성에 대한 연구를 지속적으로 수행하여 왔다.
현재까지 아미노산-킬레이트 화합물과 관련된 연구로는 아스파르트산 킬레이트 철분의 철분 결핍쥐에서의 생물학적 유용성(박명규 외, 2011, 한국식품영양과학회지 40, 1720?1725), 모돈에 아마노산 킬레이트 철분급여가 자돈 빈혈예방에 미치는 효과(박창식 외, 1986, Research Reports of Agricultural Science and Technology 13, 193-197), 킬레이트화 칼슘 및 게르마늄의 방울토마토 시용에 따른 흡수 특성(장영희 외, 2012, Korean J. Soil Science and Fertilizer 45, 787-791), 생분해 되는 다양한 킬레이트가 구리에 노출된 식물의 뿌리성장에 미치는 영향(이상만, 2010, 생명과학회지 20, 17-21), 생분해되는 다양한 킬레이트들이 수은에 노출된 식물의 뿌리성장에 미치는 영향(이상만, 2014, Current Research on Agriculture and Life Sciences, 32, 155-158), 효모 단백질내의 셀레늄 분포 및 특정 단백질내의 셀레노메티오닌 분석(심희영 외, 2003, J. Korean Chemical Society 47, 363-369) 등이 알려져 있으나, 현재까지 마그네슘-세리네이트 화합물의 강력한 α-글루코시다아제 저해에 의한 항당뇨 활성 관련 연구는 알려진 바 없다.
또한, 현재까지 아미노산-킬레이트 조성물과 관련된 특허로는 대한민국 등록특허 제10-0470763호에 [아미노산 킬레이트의 제조방법], 등록특허 제10-0481326호에 [유기태 킬레이트의 제조방법], 등록특허 제10-0039625호에 라디칼이 없는 아미노산 킬레이트를 제조할 수 있는 [순수 아미노산킬레이트]이 개시되어 있으며, 등록특허 제10-0927958호에는 [금속의 흡수를 촉진시키는 금속-산성아미노산 킬레이트를 함유하는 조성물], 등록특허 제10-0385340호에 3개의 아미노산 잔기에 금속 킬레이트를 형성하는 펩티드에 대한 [금속킬레이트 형성 펩티드 및 그의 용도], 제10-1397225호에는 아미노산 킬레이트 조성물의 [항균 및 탈취 기능을 갖는 스프레이 조성물의 제조방법 및 그를 이용한 스프레이 조성물]이 알려져 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-1988-0700668호에는 [특정 생체 조직부위로의 전달을 위한 아미노산킬레이트의 조성물]이, 공개특허 제10-2007-0005494호에는 락토페린 및 3가 크롬 화합물을 포함하는 [심장 혈관계 질병의 예방 및 치료를 위한 조성물], 공개특허 제10-2006-0081526호에 [아연-아스파르테이트 킬레이트를 유효성분으로 함유하는 전립선질환 치료제], 공개특허 제10-2008-0106906호에는 [향상된 용해도를 보유한 혼합 아미노산/미네랄 화합물], 공개특허 제10-2000-0053858호에 [금속 킬레이트의 제조방법 및 이를 함유하는 가축용 사료]이 알려져 있다. 그러나, 현재까지 마그네슘-세리네이트 화합물의 강력한 α-글루코시다아제 저해에 의한 항당뇨 활성 관련 특허는 알려진 바 없다.
박명규 외, 2011, 한국식품영양과학회지 40, 1720?1725: 아스파르트산 킬레이트 철분의 철분 결핍쥐에서의 생물학적 유용성
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 마그네슘-세리네이트(Magnesium-Serinate) 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 마그네슘-세리네이트(Magnesium-Serinate) 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품을 제공한다.
상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것이 바람직하다.
본 발명의 약학적 조성물 및 건강 기능 식품의 유효성분으로서의 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 당뇨병의 예방 또는 개선용 의약품 및 건강 기능 식품으로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물은 인간 적혈구 용혈활성이 없으며, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건 및 혈장 내에서도 α-글루코시다아제 저해 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업 및 식품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 실험에 사용된 세린, 마그네슘 옥사이드 및 본 발명에서 제조된 마그네슘-세리네이트의 사진도이다. 좌측부터 세린, 아그네슘옥사이드 및 마그네슘-세리네이트를 각각 나타낸다.
도 2는 실험에 사용된 세린, 마그네슘 옥사이드 및 본 발명에서 제조된 마그네슘-세리네이트의 광학현미경(x80배) 사진도이다. 좌측부터 세린, 아그네슘옥사이드 및 마그네슘-세리네이트를 각각 나타낸다.
도 3은 본 발명에서 제조된 마그네슘-세리네이트의 구조식을 나타낸 것이다.
도 2는 실험에 사용된 세린, 마그네슘 옥사이드 및 본 발명에서 제조된 마그네슘-세리네이트의 광학현미경(x80배) 사진도이다. 좌측부터 세린, 아그네슘옥사이드 및 마그네슘-세리네이트를 각각 나타낸다.
도 3은 본 발명에서 제조된 마그네슘-세리네이트의 구조식을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 마그네슘-세리네이트 화합물을 대상으로 항당뇨 효능을 검정하기 위하여, 일정 방법으로 제조한 마그네슘-세리네이트 화합물의 항당뇨 활성을 평가하여 마그네슘-세리네이트 화합물의 농도의존적인 α-글루코시다아제(α-glucosidase) 저해활성을 확인하였으며, 상기 화합물은 인간 적혈구에 대해 용혈활성은 전혀 나타내지 않으면서도, 열 안정성과 산 안정성이 우수한 특징을 가짐을 확인함으로써 상기 화합물을 항당뇨 활성의 약학 조성물 및 건강 기능 식품으로 활용하고자 하였다.
구체적으로, 본 발명자들은 민간에서 혈관 및 순환계, 소화계, 신진대사계, 노화 등 다양한 질환에 효과가 있다고 알려진 마그네슘과 세린을 이용하여 마그네슘-세리네이트 화합물을 조제하였으며, 상세 조제방법은 대한민국 등록특허 제10-1952443호 "신규한 마그네슘세리네이트 화합물 및 이의 용도"에 기재되어 있고, 본 명세서에 전체로서 통합되어 있다. 상기 조제된 마그네슘-세리네이트 화합물을 항당뇨 조성물 및 건강 기능 식품을 개발하기 위하여, 마그네슘-세리네이트 화합물의 β-아밀라아제(β-amylase) 및 α-글루코시다아제(α-glucosidase)에 대한 저해 활성을 평가한 결과, 마그네슘-세리네이트 화합물에서 농도의존적인 강력한 α-글루코시다아제 효소 저해활성을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 마그네슘-세리네이트(Magnesium-Serinate) 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 마그네슘-세리네이트(Magnesium-Serinate) 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품을 제공한다.
상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물의 제조 방법 및 효능 실험 등을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명은 마그네슘-세리네이트 화합물을 제조하는 단계; 상기 화합물의 항당뇨 활성 평가 단계; 및 활성물질의 안전성 조사 단계를 포함한다.
본 발명의 조성물에 포함되는 "마그네슘-세리네이트 화합물"은 마그네슘 옥사이드(MaO)와 세린(serine)의 혼합액을 80℃에서 반응하여 제조하거나, 마그네슘 하이드라이드(MgH2)와 세린(serine)의 혼합액을 상온에서 반응하여 제조할 수 있다. 상세 제조법은 대한민국 등록특허 제10-1952443호 "신규한 마그네슘-세리네이트 화합물 및 이의 용도"를 따르며, 전체로서 본 명세서에 통합된다.
본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물은 반응액을 감압건조 및 동결건조, 또는 분무건조 등과 같은 통상적인 분말화 과정을 거쳐 분말로 제조될 수 있다. 상기 마그네슘-세리네이트 화합물은 100℃의 열처리와 pH 2의 인체 위 내의 pH에서도 활성을 유지한다.
본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물은 α-글루코시다아제 전분 분해효소에 대한 농도의존적인 저해 활성을 나타내어, 제1형 당뇨병, 제2형 당뇨병 또는 당뇨병성 망막증, 당뇨병성 신증 등과 같은 당뇨 합병증의 예방 및 치료/개선과 관련되는 약학적 조성물 및 건강 기능 식품의 소재로 사용될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항당뇨 조성물은 약학적 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 각각의 사용 목적에 맞게 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구 제형, 멸균 주사용액의 주사제 등 다양한 형태로 제형화하여 사용할 수 있으며, 경구 투여하거나 정맥 내, 복강 내, 피하, 직장, 국소 투여 등을 포함한 다양한 경로를 통해 투여될 수 있다.
이러한 약학적 조성물에는 추가적으로 담체, 부형제 또는 희석제 등이 더 포함될 수 있으며, 포함될 수 있는 적합한 담체, 부형제 또는 희석제의 예로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리쓰리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 비정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 충전제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에서, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물에서 항당뇨 활성을 갖는 성분의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 당 1 내지 5,000mg, 바람직하게는 100 내지 3,000mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 투여 경로, 질병의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물은 다양한 경로를 통하여 대상에 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관 내(intra-cerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다. 본 발명에서 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 제공하는 것을 의미하며, 본 발명의 약학적 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 일반적인 모든 경로를 통하여 경구 또는 비경구 투여될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 유효성분을 표적 세포로 전달할 수 있는 임의의 장치를 이용해 투여될 수도 있다.
본 발명에서 "대상"은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 인간, 원숭이, 소, 말, 양, 돼지, 닭, 칠면조, 메추라기, 고양이, 개, 마우스, 쥐, 토끼 또는 기니아 피그를 포함하고, 바람직하게는 포유류, 보다 바람직하게는 인간을 의미한다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항당뇨 조성물은 건강 기능 식품의 용도로서 적용될 수 있다.
본 발명의 항당뇨 활성이 우수한 유효성분을 포함하는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다.
본 발명의 활성 성분은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15중량%로 가할 수 있으며, 건강음료 조성물은 100 ml를 기준으로 0.02 내지 10g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 가할 수 있다.
본 발명의 건강 기능 식품은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 화합물을 함유하는 것 외에 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제, 예컨대, 천연 탄수화물 및 다양한 향미제 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 포도당, 과당 등의 단당류, 말토오스, 수크로오스 등의 이당류 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등의 당알코올이 있다. 상기 향미제로는 타우마틴, 레바우디오시드 A, 글리시르히진, 사카린, 아스파르탐 등을 사용할 수 있다. 상기 향미제의 비율은 본 발명의 건강 기능 식품 100ml당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g을 사용한다.
상기 외에 본 발명의 건강 기능 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.
그 밖에 본 발명의 건강 기능 식품은 천연 과일 주스 및 과일 주스 음료 및 야채 음료 등의 제조를 위한 과육을 함유할 수도 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 본 발명의 상기 활성 분획물 100 중량부 당 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구체예일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 마그네슘-세리네이트 화합물 제조 및 이의 이화학적 특성
본 발명의 화합물인 마그네슘-세리네이트는 마그네슘 옥사이드(MaO)와 세린(serine)의 혼합액을 80℃에서 반응하여 제조되었다. 상세 제조법은 대한민국 등록특허 제10-1952443호 "신규한 마그네슘-세리네이트 화합물 및 이의 용도"를 따랐다. 제조된 마그네슘-세리네이트 화합물과 원료로 사용된 세린, 마그네슘 옥사이드의 분말 사진은 도 1에 나타내었으며, 광학현미경하의 결정상은 도 2에, 제조된 마그네슘-세리네이트 화합물의 구조식은 도 3에 나타내었다. 제조된 마그네슘-세리네이트 화합물과 세린과의 화학적 특성의 비교는 표 1에 나타내었다.
[표 1] 제조한 마그네슘-세리네이트 화합물 및 세린의 화학적 특성 비교
한편, 본 발명의 화합물인 마그네슘-세리네이트와 세린의 분말 및 20% 수용액의 색차 비교는 표 2에 나타내었다. 이때, 색차 분석은 Hunter Color Difference meter(Super color SP-80 Colormeter, Tokyo Denshoku Co., Japan)를 이용하여 측정하였으며, 명도(백색 100 ~ 0 검정색), 적색도(적색 100 ~ -80 녹색), 황색도(황색 70 ~ -80 검정색)를 측정하였다. 이때, 표준백판의 색도는 L 값이 92.44, a 값이 -0.06, b 값이 1.35로 기준을 정하였으며, 시료당 3회 측정하여 평균값을 구하여 나타내었고, 색차(△E)는 다음의 식을 이용하여 계산하였다.
[표 2] 제조한 마그네슘-세리네이트 화합물 및 세린의 색차 비교
표 2에 나타낸 바와 같이, 마그네슘-세리네이트 화합물은 분말상태에서 세린에 비해 유사한 명도를 나타내면서도, 더욱 낮아진 적색도 및 증가된 황색도를 나타내었으며, 최종적으로 세린이 11.33의 색차를 나타낸 반면, 마그네슘-세리네이트는 15.58을 나타내어 육안으로도 차이를 확인할 수 있었다. 그러나, 20% 수용액 상태에서는 세린 수용액와 거의 동일한 색차를 나타내어 식별이 불가능하였다.
실시예 2: 마그네슘-세리네이트 화합물의 항당뇨 활성 평가
실시예 1에서 제조된 마그네슘-세리네이트 화합물의 항당뇨 활성을 in-vitro β-amylase 저해 활성 및 α-glucosidase 저해 활성을 평가하여 나타내었다.
먼저, β-amylase(4-alpha-D-glucan maltohydrolase) 저해활성은 시료 2.5μl와 50mM phosphate buffer(pH 6.8)로 희석한 α-amylase(0.25U/ml) 25μl를 혼합하여 37℃에서 10분간 1차 반응한 후, 0.5% soluble starch(Samchun Chemicals Co., Korea) 25μl를 가하여 37℃에서 10분간 2차 반응한 후 100℃에서 5분간 가열하여 반응을 정지시켰으며, 반응액에 150μl의 DNS(3,5-dinitrosalicylic acid, Sigma Co., st. Louis, USA) 용액을 가하여 100℃에서 5분간 가열하여 발색한 후 상온에서 방냉하였다. 발색액은 540nm에서 흡광도를 측정하여 저해율을 계산하였다.
α-glucosidase 저해활성은 pNPG(p-nitrophenol glucoside; Sigma Co., USA)를 이용하여 평가하였으며, 마그네슘-세리네이트 화합물 시료 2.5μl와 50mM Sodium acetate buffer(pH 5.6)로 희석한 α-glucosidase(0.25U/ml) 25μl를 혼합하여 37℃에서 10분간 1차 반응하고, 1mM pNPG 용액 25μl를 가하여 60℃에서 10분간 2차 반응하였다. 이후, 1M NaOH 25μl를 가하여 반응을 정지시키고, 405nm에서 흡광도를 측정하여 저해율을 계산하였다.
[표 3] 본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물의 항당뇨 활성
그 결과, 표 3에 나타낸 바와 같이, 임상에서 당뇨병 치료제로 사용하고 있는 acarbose는 농도 의존적으로 강력한 β-amylase 저해활성 및 α-glucosidase 저해활성을 나타내었다. 한편, 본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물의 경우, 0.5m/ml 농도에서 β-amylase 저해활성은 나타나지 않았으나, 우수한 α-glucosidase 저해활성이 확인되었다. 이러한 저해 활성은 고농도 처리시에 보다 강력하게 나타났으며, 농도의존적인 저해 활성을 나타내었다. 따라서, 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물은 당뇨병, 특히 제2형 당뇨병의 예방 및 치료에 이용 가능함을 확인하였다. 또한, 상기의 마그네슘-세리네이트 화합물이 신경세포 사멸억제 및 고령노인의 인지기능 개선에 기여하는 기존의 용도를 고려한다면, 본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물의 농도 의존적인 α-glucosidase 저해활성은 고령 관련 환자들에게 매우 긍적적인 효과를 나타내리라 기대된다.
실시예 3: 마그네슘-세리네이트 화합물의 인간 적혈구 용혈 활성
본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물의 급성독성 가능성을 평가하기 위하여, 인간 적혈구 용혈 활성을 평가하였으며, 그 결과는 표 4에 나타내었다. 이때, 용혈 활성은 기존의 보고(Korean J. Microbiol. Biotechnol. 42: 285-292, 2014)에 준해 평가하였으며, 간단하게는 PBS로 3회 수세한 인간 적혈구 100μl를 96-well microplate에 가하고 다양한 농도의 시료용액 100μl를 가한 다음 37℃에서 30분간 반응시켰으며, 이후, 반응액을 10분간 원심분리(1,500rpm)하여 상등액 100μl를 새로운 microtiter plate로 옮긴 후 용혈에 따른 헤모글로빈 유출 정도를 414nm에서 측정하였다. 시료의 용매 대조구로는 DMSO(2%)를 사용하였으며, 적혈구 용혈을 위한 실험 대조구로는 Triton X-100(1mg/ml)를 사용하였다. 용혈 활성은 다음의 수식을 이용하여 계산하였다.
[표 4] 본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물의 인간 적혈구 용혈 활성
먼저, 대조구로 사용된 DMSO와 물은 용혈 활성이 없었으며, triton X-100은 1mg/ml 농도에서 적혈구를 100% 용혈시킴을 확인하였다. 또한, 항암제, 항진균제로 사용되고 있는 amphotericin B의 경우, 0.025mg/ml 농도에서 50% 이상 적혈구를 용혈시킴을 확인하였다. 본 발명의 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물은 10mg/ml 농도까지 전혀 적혈구 용혈현상이 나타나지 않아, 급성독성 및 적혈구 용혈 활성은 없음을 확인하였다.
실시예 4: 마그네슘-세리네이트 화합물의 산 및 열 안정성 평가
상기 실시예 1에서 얻은 본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물을 대상으로 항산화 활성에 대한 열 안정성 및 산 안정성을 확인하였다. 신규한 마그네슘-세리네이트 화합물을 100℃에서 1시간 열 처리, pH 2(0.01M HCl)에서의 1시간 처리에도 ABTS 소거능 및 환원력의 감소가 나타나지 않았다. 따라서, 본 발명의 마그네슘-세리네이트 화합물은 다양한 식품, 의약품, 화장품 제조, 가공, 유통 공정 중에 활성 손실이 나타나지 않을 것으로 판단된다.
Claims (4)
- 마그네슘-세리네이트(Magnesium-Serinate) 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
- 마그네슘-세리네이트(Magnesium-Serinate) 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품.
- 제 3항에 있어서, 상기 당뇨병은 제2형 당뇨병인 것을 특징으로 하는 건강 기능 식품.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190042941A KR102216213B1 (ko) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | 마그네슘세리네이트 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190042941A KR102216213B1 (ko) | 2019-04-12 | 2019-04-12 | 마그네슘세리네이트 화합물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20200120266A KR20200120266A (ko) | 2020-10-21 |
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| US20050239750A1 (en) * | 2004-04-21 | 2005-10-27 | Albion International, Inc. | Hypoallergenic metal amino acid chelates and metal amino acid chelate-containing compositions |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Archives of Biochemistry and Biophysics. 458. pp.40~47 (2007)* |
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