KR102470655B1 - Prepariing method of a composition for immune-enhancement and prevention and treatment of cancer using fermented barley extract - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보리 발효추출물을 이용한 면역증강용 조성물의 제조 방법에 대한 것이다. 상기 면역증강용 조성물은 식품 조성물, 사료 조성물, 또는 약학적 조성물일 수 있다. 또한 본 발명은 보리 발효추출물을 이용한 종양 전이 억제용 약학적 조성물 및 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a composition for enhancing immunity using a fermented barley extract. The composition for enhancing immunity may be a food composition, a feed composition, or a pharmaceutical composition. In addition, the present invention relates to a method for preparing a pharmaceutical composition for inhibiting tumor metastasis using fermented barley extract and a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer.

Description

보리 발효추출물을 이용한 면역 증강 및 암 예방 및 치료용 조성물의 제조 방법{PREPARIING METHOD OF A COMPOSITION FOR IMMUNE-ENHANCEMENT AND PREVENTION AND TREATMENT OF CANCER USING FERMENTED BARLEY EXTRACT}Manufacturing method of composition for immune enhancement and cancer prevention and treatment using barley fermented extract

본 발명은 보리 발효추출물을 이용한 면역 증강영 조성물 및 암 예방 및 치료용 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a method for preparing an immune enhancing composition using a fermented barley extract and a composition for preventing and treating cancer.

보리는 세계 4대 작물의 하나이며, 우리나라의 경우, 오곡(쌀, 보리, 조, 콩, 기장) 중 하나이며, 쌀 다음가는 주식 곡물이다. 최근에는 보리의 유효 성분을 활용하려는 연구가 이루어지는데 에컨대, 보리를 포함하는 항당뇨 조성물 (한국등록특허 10-1859899호), 화장료 (한국등록특허 10-1749965호), 변비 개선용 식품 (한국등록특허 10-1744478호) 등이 있다.Barley is one of the world's four major crops, and in Korea, it is one of the five grains (rice, barley, millet, beans, and millet), and is the staple food next to rice. Recently, studies have been conducted to utilize the active ingredients of barley. For example, antidiabetic compositions containing barley (Korean Patent No. 10-1859899), cosmetics (Korean Patent No. 10-1749965), food for improving constipation (Korea Patent No. 10-1749965), Registered Patent No. 10-1744478) and the like.

한편, 대식세포(macrophage)는 세균이나 이물질을 탐식, 제거하는 과정에서 여러 가지를 분비하여 면역현상을 조절하며, 항원에 대한 면역작용의 중추적인 역할을 하는 세포로써, 항원제시와 림프구의 비특이적인 면역작용에 관계하며,종양세포에 대해서는 직접적인 상해활성을 나타낸다. 또한, TLR(toll like receptor)에 반응하는 물질(LPS 혹은 천연물)은 macrophage를 활성화하여 T세포와 B세포의 증식, 식균 작용을 위한 대식세포의 활성화, 미생물 감염에 대한 방어 등의 2차 면역반응을 조절할 수 있는 IL-1,IL-6, lL-12 및 TNF-α와 같은 사이토카인을 생산한다고 알려져 있다. IL-6 및 TNF-α는 대식세포에 의해 유도되는 대표적인 사이토카인으로서 세균감염에 따른 염증반응에 있어서 중추적인 역할을 하며 염증병소에서 그 양이 증가되는 것으로 알려져 있다. IL-6는 IL-1과 협동적으로 작용하여 T 세포와 B 세포의 분화에 관여하고 항암효과가 있다고 보고되었으며, TNF-α는 특정 암세포에 대한 세포독성과 항 바이러스성 작용이 있고, 급성 및 만성 염증질환에서 일어나는 여러 가지 생체반응에도 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 한편, IL-12는 NK cell의 활성화 및 Th1 type의 면역 반응을 유도하는 사이토카인으로써 암세포와 같은 세포성 외래물질에 대한 반응성을 높이는 작용을 한다고 알려져 있다.On the other hand, macrophages regulate immune phenomena by secreting various substances in the process of phagocytosing and removing bacteria or foreign substances. It is related to immune function, and shows direct toxic activity against tumor cells. In addition, a substance (LPS or natural product) that reacts to TLR (toll like receptor) activates macrophage to promote T cell and B cell proliferation, macrophage activation for phagocytosis, and secondary immune response such as defense against microbial infection. It is known to produce cytokines such as IL-1, IL-6, IL-12 and TNF-α that can regulate IL-6 and TNF-α are representative cytokines induced by macrophages, and are known to play a pivotal role in the inflammatory response caused by bacterial infection, and their amounts are increased in inflammatory lesions. IL-6 has been reported to act cooperatively with IL-1 to be involved in the differentiation of T cells and B cells and to have anticancer effects, and TNF-α has cytotoxic and antiviral effects on specific cancer cells, acute and It is known to play an important role in various biological reactions that occur in chronic inflammatory diseases. On the other hand, IL-12 is a cytokine that induces NK cell activation and Th1 type immune response, and is known to increase reactivity to cellular foreign substances such as cancer cells.

본 발명자들은 보리 발효물에 대하여 연구하던 중 특정 방법으로 제조한 보리발효추출물 유래 유효 성분이 항알레르기 효능, 면역기능 증강 활성 및 암의 항전이 활성이 있는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention completed the present invention by confirming that an active ingredient derived from a fermented barley extract prepared by a specific method, while studying fermented barley, has anti-allergic efficacy, immune function enhancing activity, and cancer anti-metastatic activity.

본 발명의 목적은 면역기능 증강용 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a composition for enhancing immune function.

또한 본 발명의 목적은 암 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for preventing, improving or treating cancer.

또한 본 발명의 목적은 알레르기성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for preventing, improving or treating allergic diseases.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 보리 발효추출물을 이용한 면역증강용 조성물, 보리 발효추출물을 이용한 암 예방, 개선 또는 치료용 조성물, 보리 발효추출물을 이용한 알레르기성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for enhancing immunity using a fermented barley extract, a composition for preventing, improving or treating cancer using a fermented barley extract, and a composition for preventing, improving or treating allergic diseases using a fermented barley extract. A manufacturing method is provided.

본 발명의 조성물은 사이토카인 분비 증강능, 자연살해세포의 활성 증강능, 종양의 전이 억제능, 항알레르기능 등을 갖는다. The composition of the present invention has an ability to enhance cytokine secretion, an ability to enhance the activity of natural killer cells, an ability to inhibit tumor metastasis, and an anti-allergic function.

도 1은 보리 발효물로부터 면역자극성 다당류들의 분리 및 정제 계획을 보여준다.
도 2는 Sephadex G-100 칼럼으로 채워진 겔 투과 크로마토그래프에 의한 BF-CP의 용출 프로파일이다. BF-CP가 Sephadex G-100 칼럼 (3×95 cm) 에 가해지고 1 ml/분의 유속에서 50 mM ammonium formate 버퍼 (pH 5.5)로 용출되었다. ●, 중성당 (490 nm); ○, 우론산 (520 nm); ▽, 오탄당 (660 nm); ◇, 단백질 (600 nm)
도 3은 보리 발효물로부터 분리된 조다당 (BF-CP) (A) 및 BF-I (B), BF-II (C), 및 BF-III (D)의 용출 패턴을 보여준다. HPLC는 Superdex 75TM 10/300 GL 칼럼이 장착되어 있다.
도 4는 Balb/c 마우스들의 복강 대식세포에 보리 발효물로부터 분리된 조다당 (BF-CP) (A), BF-I (B), BF-II (C) 및 BF-III (D)이 미치는 세포독성 효과를 보여준다. 복강 대식세포 (2.0×105 cells/well)는 96-웰 플레이트에서 24 시간 동안 여러 농도의 BF-CP, BF-I, BF-II 및 BF-III로 처리되었다. NC는 음성 대조군(negative control)을 의미한다.
도 5는 보리 발효물로부터 분리된 BF-CP, BF-I, BF-II and BF-III이 쥐 복강 대식세포에 의한 사이토카인 생산에 미치는 영향을 보여준다. 복강 대시기세포들 (2.0×105 cells/well)이 96-웰 플레이트에서 24 시간 동안 여러 농도의 BF-I, BF-II 및 BF-III로 처리되었다. 배지 내 사이토카인의 농도는 ELISA 키트에 의하여 결정되었다. 1 μg/mL lipopolysaccharide (LPS)이 양성 대조군(PC, positive control)으로 사용되었고, 배지만 시험된 군은 음성 대조군 (NC, negative control)으로 사용되었다.
도 6은 천연물 유래 공지의 면역-조절 활성 다당류들 및 그것들의 관련된 가수분해 효소들이다.
도 7은 보리 발효물로부터 정제된 BF-I (A) 및 BF-III (B)에 대한 효소 가수분해의 효과를 보여준다.
도 8은 size exclusion HPLC에 대한 보리 발혀물로부터 정제된 BF-I의 MW-결정 및 용출 패턴을 보여준다. HPLC는 Asahi-Pak GS-520+GS-320+GS-220 연결 칼럼들이 장착되어 있다.
도 9는 BF-I 유래의 부분적으로 메틸화된 알디톨 아세테이트들의 GC-MS 상의 총 이온 크로마토그램을 나타낸다.
도 10은 보리 발효물로부터 정제된 면역-촉진 다당류인 BF-I의 가능한 구조들을 보여준다.
도 11은 β-glucosyl Yariv 시약으로 확인한 보리 발효물로부터 정제된 BF-I의 단일 라디칼(radical) 겔 확산을 보여준다.
도 12는 BF-I의 구조 분석을 위한 연속적인 분해 절차 및 보리 발효물 유래 조 다당(BF-CP)의 정제 방법을 보여준다.
도 13은 효소 가수분해에 의하여 수득된 BF-I 및 그 하위 분핵물들의 단일 라디칼(radical) 겔 확산을 보여준다.
도 14는 BF-1로부터 정제 된 BF-I-1b의 가능한 구조 및 MALDI-TOF 스펙트럼을 보여준다.
도 15는 BF-I-1b 유래 비-당류(nonasaccharide) 단위(unit) (m/z) 1229의 MALDI-TOF/TOF 스펙트럼을 나타낸다.
도 16은 BF-I로부터 정제 된 BF-I-2c의 가능한 구조 및 MALDI-TOF 스펙트럼을 나타낸다.
도 17은 BF-I-2c 유래의 헥사사카라이드(hexasaccharide) 단위(unit) (m/z) 1013의 MALDI-TOF/TOF 스펙트럼으로 보여준다.
도 18은 BF-I로부터 정제된 BF-I-3b의 가능한 구조 및 MALDI-TOF 스펙트럼을 보여준다.
도 19는 효소 가수분해로부터 유래된 BF-I 및 그 하위분획들의 GC­MS 상 총 이온 크로마토그램을 보여준다.
도 20은 보리 발효물 유래 다당인 BF-I의 가능한 마이크로 구조이다.
도 21은 쥐 복막 마크로파지들에 의하여 생산된 사이토카인에 대한 가수분해 I 내지 V에 의하여 수득된 다당류-하위 획분의 효과를 보여준다.
도 22는 OVA에 대한 항체들의 생산에 BF-I이 미치는 영향을 보여준다. ○ 정상 마우스, ● OVA 투여 마우스, □ BF-I 5 μg 투여 마우스, ■ BF-I 50 μg 투여 마우스, △ BF-I 500 μg 투여 마우스.
도 23은 OVA 및 BF-I를 혼합 투여 시 Th1 및 Th2 타입 사이토카인 생산 프로파일들을 보여준다 (□ BF-I 단독 투여, ■ OVA 및 BF-I 혼합 투여).
도 24는 2차 면역 후 OVA에 대한 항체들의 subisotype 분석 결과를 보여준다.
도 25는 종양 백신과 함께 면역화될 경우 BF-I의 CTL 활성에 대한 효과를 보여준다.
도 26은 F/T-백신과 BF-I의 혼합 투여 시 면역화된 마우스에서 비장 세포 내 사이토카인 생산 양식을 보여준다.
도 27은 BF-I의 농도에 따른 비장세포 자극에 의한 사이토카인 생산 양식을 보여준다.
도 28은 BF-I의 농도에 따른 대식세포 자극에 의한 사이토카인 생산 양식을 보여준다.
도 29는 암세포와 대식세포의 공동배양에서 BF-I이 사이토카인 생산에 미치는 영향을 보여준다.
도 30은 BF-I의 투여에 의한 NK-cell의 세포독성 상승 효과를 보여준다.
도 31은 BF-I의 양전이 억제 효과를 보여준다.
1 shows a scheme for isolation and purification of immunostimulatory polysaccharides from fermented barley.
Figure 2 is the elution profile of BF-CP by gel permeation chromatography packed with a Sephadex G-100 column. BF-CP was applied to a Sephadex G-100 column (3×95 cm) and eluted with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5) at a flow rate of 1 ml/min. ●, neutral sugar (490 nm); O, uronic acid (520 nm); ▽, pentose (660 nm); ◇, protein (600 nm)
Figure 3 shows the elution patterns of crude polysaccharide (BF-CP) (A) and BF-I (B), BF-II (C), and BF-III (D) isolated from fermented barley. The HPLC was equipped with a Superdex 75TM 10/300 GL column.
4 shows that crude polysaccharide (BF-CP) (A), BF-I (B), BF-II (C) and BF-III (D) isolated from fermented barley were found in peritoneal macrophages of Balb/c mice. show cytotoxic effects. Peritoneal macrophages (2.0×10 5 cells/well) were treated with various concentrations of BF-CP, BF-I, BF-II, and BF-III for 24 hours in a 96-well plate. NC means negative control.
Figure 5 shows the effect of BF-CP, BF-I, BF-II and BF-III isolated from fermented barley on cytokine production by rat peritoneal macrophages. Peritoneal blast cells (2.0×10 5 cells/well) were treated with various concentrations of BF-I, BF-II, and BF-III for 24 hours in a 96-well plate. The concentration of cytokines in the medium was determined by ELISA kit. 1 μg/mL lipopolysaccharide (LPS) was used as a positive control (PC, positive control), and the group tested only with medium was used as a negative control (NC, negative control).
Figure 6 shows known immune-modulating active polysaccharides derived from natural products and their related hydrolytic enzymes.
Figure 7 shows the effect of enzymatic hydrolysis on BF-I (A) and BF-III (B) purified from fermented barley.
Figure 8 shows the MW-determination and elution pattern of BF-I purified from barley extract by size exclusion HPLC. The HPLC was equipped with Asahi-Pak GS-520+GS-320+GS-220 linked columns.
9 shows a total ion chromatogram on GC-MS of partially methylated alditol acetates from BF-I.
Figure 10 shows possible structures of BF-I, an immune-stimulating polysaccharide purified from fermented barley.
Figure 11 shows the single radical gel diffusion of BF-I purified from fermented barley identified with β-glucosyl Yariv reagent.
Figure 12 shows the continuous digestion procedure for structural analysis of BF-I and the purification method of fermented barley-derived crude polysaccharide (BF-CP).
Figure 13 shows the single radical gel diffusion of BF-I and its sub-nucleates obtained by enzymatic hydrolysis.
Figure 14 shows the possible structure and MALDI-TOF spectrum of BF-I-1b purified from BF-1.
15 shows the MALDI-TOF/TOF spectrum of nonasaccharide unit (m/z) 1229 derived from BF-I-1b.
Figure 16 presents the possible structure and MALDI-TOF spectrum of BF-I-2c purified from BF-I.
17 shows the MALDI-TOF/TOF spectrum of hexasaccharide unit (m/z) 1013 derived from BF-I-2c.
Figure 18 shows the possible structure and MALDI-TOF spectrum of BF-I-3b purified from BF-I.
Figure 19 shows the total ion chromatogram on GCMS of BF-I and its subfractions derived from enzymatic hydrolysis.
20 is a possible microstructure of BF-I, a polysaccharide derived from fermented barley.
Figure 21 shows the effect of polysaccharide-subfractions obtained by hydrolysis I to V on cytokines produced by murine peritoneal macrophages.
Figure 22 shows the effect of BF-I on the production of antibodies to OVA. ○ Normal mice, ● OVA-administered mice, □ BF-I 5 μg-administered mice, ■ BF-I 50 μg-administered mice, △ BF-I 500 μg-administered mice.
Figure 23 shows Th1 and Th2 type cytokine production profiles when OVA and BF-I are administered in combination (□ BF-I alone, ■ OVA and BF-I mixed administration).
24 shows the results of subisotype analysis of antibodies against OVA after secondary immunization.
25 shows the effect of BF-I on CTL activity when immunized with a tumor vaccine.
Figure 26 shows the pattern of cytokine production in spleen cells in immunized mice upon combined administration of F/T-vaccine and BF-I.
Figure 27 shows the pattern of cytokine production by stimulation of splenocytes according to the concentration of BF-I.
Figure 28 shows the pattern of cytokine production by macrophage stimulation according to the concentration of BF-I.
29 shows the effect of BF-I on cytokine production in the co-culture of cancer cells and macrophages.
30 shows the synergistic effect of NK-cell cytotoxicity by the administration of BF-I.
31 shows the positive metastasis inhibitory effect of BF-I.

본 발명은, The present invention,

보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;Enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolysate;

상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계;Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product;

상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; And

상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는,Obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract,

면역증강용 식품 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.It relates to a method for preparing a food composition for enhancing immunity.

또한 본 발명은,Also, the present invention

보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;Enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolysate;

상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계;Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product;

상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; And

상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는,Obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract,

면역증강용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.It relates to a method for preparing a pharmaceutical composition for enhancing immunity.

또한 본 발명은,Also, the present invention

보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;Enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolysate;

상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계;Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product;

상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; And

상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는,Obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract,

면역증강용 사료 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.It relates to a method for preparing a feed composition for enhancing immunity.

또한 본 발명은,Also, the present invention

보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;Enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolysate;

상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계;Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product;

상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; And

상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는,Obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract,

종양 전이 억제용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.It relates to a method for preparing a pharmaceutical composition for inhibiting tumor metastasis.

또한 본 발명은,Also, the present invention

보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;Enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolysate;

상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계;Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product;

상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; And

상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는,Obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract,

암 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.It relates to a method for preparing a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer.

또한 본 발명은,Also, the present invention

보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;Enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolysate;

상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계;Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product;

상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; And

상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는,Obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract,

알레르기성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.It relates to a method for producing a food composition for preventing or improving allergic diseases.

또한 본 발명은, Also, the present invention

보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;Enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolysate;

상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계;Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product;

상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; And

상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는,Obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract,

알레르기성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.It relates to a method for preparing a pharmaceutical composition for preventing or treating allergic diseases.

또한 본 발명은,Also, the present invention

보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;Enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolysate;

상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계;Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product;

상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; And

상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는,Obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract,

알레르기성 질환의 예방 또는 개선용 사료 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.It relates to a method for producing a feed composition for preventing or improving allergic diseases.

또한 본 발명은 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 면역증강용 식품 조성물에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a food composition for enhancing immunity comprising barley-derived polysaccharide.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 면역증강용 약학적 조성물에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a pharmaceutical composition for enhancing immunity comprising barley-derived polysaccharide.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 면역증강용 사료 조성물에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a feed composition for immunity enhancement comprising barley-derived polysaccharide.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 종양 전이 억제용 약학적 조성물에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a pharmaceutical composition for inhibiting tumor metastasis comprising barley-derived polysaccharide.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer containing barley-derived polysaccharide.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 암 예방 또는 개선용 식품 조성물에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a food composition for preventing or improving cancer containing barley-derived polysaccharide.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 조성물을 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 면역증강 방법에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a method for enhancing immunity comprising administering a composition containing barley-derived polysaccharide to a subject.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 조성물을 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 종양 전이 억제 방법에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a method for inhibiting tumor metastasis comprising administering a composition containing barley-derived polysaccharide to a subject.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 조성물을 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 암 예방 또는 치료 방법에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a method for preventing or treating cancer comprising administering a composition containing barley-derived polysaccharide to a subject.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 조성물을 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 암 예방 또는 개선 방법에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a method for preventing or improving cancer, comprising administering a composition containing barley-derived polysaccharide to a subject.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 알레르기성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a food composition for preventing or improving allergic diseases containing barley-derived polysaccharide.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 알레르기성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating allergic diseases containing barley-derived polysaccharide.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 알레르기성 질환의 예방 또는 개선용 사료 조성물에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a feed composition for preventing or improving allergic diseases containing barley-derived polysaccharide.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 조성물을 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 알레르기성 질환의 예방 또는 치료 방법에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a method for preventing or treating allergic diseases comprising administering a composition containing barley-derived polysaccharide to a subject.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 조성물을 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 알레르기성 질환의 예방 또는 개선 방법에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a method for preventing or improving allergic diseases comprising administering a composition containing barley-derived polysaccharide to a subject.

또한 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 조성물의 면역증강 용도, 암 예방, 치료 또는 개선 용도, 알레르기성 질환의 예방, 개선 또는 치료 용도에 대한 것이다.In addition, the present invention relates to a composition containing barley-derived polysaccharide for enhancing immunity, for preventing, treating or improving cancer, and for preventing, improving or treating allergic diseases.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

식품 조성물, 약학적 조성물, 사료 조성물의 제조 방법Method for producing food composition, pharmaceutical composition, and feed composition

본 발명은, 보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계; 상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계; 상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및 상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는, 면역증강용 식품 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.The present invention comprises the steps of enzymatically hydrolyzing barley to produce barley hydrolyzate; Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product; Preparing a fermented barley extract by extracting the fermented barley; and obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract. It's about manufacturing methods.

또한 본 발명은, 보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계; 상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계;상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및 상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는, 면역증강용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.In another aspect, the present invention includes the steps of enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolyzate; fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product; extracting the barley fermented product to prepare a barley fermentation extract; and containing arabino-β-3,6-galactan from the barley fermentation extract. It relates to a method for preparing a pharmaceutical composition for enhancing immunity, comprising obtaining a polysaccharide.

또한 본 발명은, 보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계; 상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계; 상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및 상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는, 면역증강용 사료 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.In another aspect, the present invention includes the steps of enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolyzate; Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product; Preparing a fermented barley extract by extracting the fermented barley; and obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract. It's about manufacturing methods.

또한 본 발명은, 보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계; 상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계; 상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및 상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는, 종양 전이 억제용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.In another aspect, the present invention includes the steps of enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolyzate; Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product; Preparing a fermented barley extract by extracting the fermented barley; and obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract. It relates to a method for preparing the composition.

또한 본 발명은, 보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계; 상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계; 상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및 상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는, 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.In another aspect, the present invention includes the steps of enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolyzate; Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product; Preparing a fermented barley extract by extracting the fermented barley; and obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract. It relates to a method for preparing the composition.

또한 본 발명은, 보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계; 상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계; 상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및 상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는, 알레르기성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.In another aspect, the present invention includes the steps of enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolyzate; Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product; Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; and obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract, preventing allergic diseases or It relates to a method for preparing a food composition for improvement.

또한 본 발명은, 보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계; 상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계; 상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및 상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는, 알레르기성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.In another aspect, the present invention includes the steps of enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolyzate; Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product; Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; and obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract, preventing allergic diseases or It relates to a method for preparing a pharmaceutical composition for treatment.

또한 본 발명은, 보리를 효소 가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계; 상기 보리 가수분해물을 발효하여 보리발효물을 제조하는 단계; 상기 보리발효물을 추출하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및 상기 보리 발효추출물로부터 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 다당을 수득하는 단계를 포함하는, 알레르기성 질환의 예방 또는 개선용 사료 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.In another aspect, the present invention includes the steps of enzymatically hydrolyzing barley to produce a barley hydrolyzate; Fermenting the barley hydrolysate to prepare a fermented barley product; Extracting the fermented barley to prepare a fermented barley extract; and obtaining a polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan from the fermented barley extract, preventing allergic diseases or It relates to a method for producing a feed composition for improvement.

상기 보리 가수분해물을 제조하는 단계는 보리에 알파 아밀라아제를 첨가하여 1차 효소 가수분해하여 1차 효소 가수분해물을 제조한 후, 상기 1차 효소 가수분해물에 프로테아제, 알파-아밀라아제 및 글루코아밀라아제의 혼합물을 첨가하여 2차 효소 가수분해하여 2차 효소 가수분해물을 제조하고, 상기 2차 효소 가수분해물에 당화효소를 첨가하여 3차 효소가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하여 수행할 수 있다.In the step of preparing the barley hydrolyzate, first enzyme hydrolyzate is prepared by adding alpha amylase to barley to produce a first enzyme hydrolyzate, and then a mixture of protease, alpha-amylase and glucoamylase is added to the first enzyme hydrolyzate. It can be performed by adding a second enzyme hydrolyzate to prepare a second enzyme hydrolyzate, and adding a saccharification enzyme to the second enzyme hydrolyzate to perform third enzyme hydrolysis to prepare a barley hydrolyzate.

상기 보리발효물을 제조하는 단계는 상기 보리 가수분해물에 효모를 첨가하여 효모 발효를 수행하여 효모 발효물을 제조하고, 상기 효모 발효물에 유산균을 첨가하여 유산균 발효를 수행하여 보리 발효물을 제조하여 수행할 수 있다.In the step of preparing the fermented barley product, yeast is added to the barley hydrolysate to perform yeast fermentation to prepare a yeast fermentation product, and lactic acid bacteria are added to the yeast fermentation product to perform lactic acid fermentation to prepare a fermented barley product can be done

상기 보리 발효추출물을 제조하는 단계는 보리 발효물을 원심분리하여 상층액을 수득하여 수행할 수 있다.The step of preparing the fermented barley extract may be performed by centrifuging the fermented barley to obtain a supernatant.

보리 유래 다당barley-derived polysaccharide

본 발명은 본 발명의 제조 방법으로 제조된 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는, 보리 유래 다당을 포함하는 조성물에 대한 것이다. 바람직하게는 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 면역증강용 조성물, 암 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대한 것이다. 상기 다당은 보리발효추출물로부터 유래된 다당이다. 상기 다당은 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하며, 아라비노자일란 및/또는 β-글루칸을 포함한다. 상기 β-글루칸은 효모 유래 β-글루칸 및 보리 유래 β-글루칸을 포함한다. 상기 다당은 β-(1→4)-xylan 주쇄에 i) C3 또는 ii) C2 및 C3 위치에서 (1→5) 결합으로 연결된 아라비노스가 분지된 아라비노자일란을 포함하고, 이때 아라비노자일란의 함량이 8 내지 11 중량%이다. 상기 다당은 β-(1→3)(1→6)-D-글루칸인 효모 유래 β-글루칸을 포함하고, 이때 상기 효모 유래 β-글루칸의 함량이 4 내지 7 중량%이다. 상기 다당은 β-(1→3)(1→4)-D-글루칸인 보리 유래 β-글루칸을 포함하고, 이때 상기 보리 유래 β-글루칸의 함량이 30 내지 39 중량%이다. 상기 다당은 3,6-linked Galp를 포함하는 보리의 펙틴 유래 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하고, 상기 아라비노-β-3,6-갈락탄의 함량이 5 내지 9 중량%이다. 상기 다당은 인터루킨-6, 인터루킨-12 또는 TNF-알파의 분비를 증가시킨다. 또한 상기 다당은 종양의 전이를 억제하며, 암의 예방, 치료 및/또는 개선 효능을 갖는다. 또한 상기 다당은 면역결핍, 면역저하, 면역계 손상으로 인한 질환, 항암요법으로 인한 면역기능 저하, 골수이식으로 인한 면역기능 저하, 면역계 손상으로 인한 에이즈 및 면역기능 저하로 인한 암으로 구성되는 군에서 선택되는 질환을 갖는 환자에 있어서, 면역을 증강시킨다.The present invention relates to a composition comprising barley-derived polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan prepared by the production method of the present invention. Preferably, the present invention relates to a composition for enhancing immunity and a composition for preventing, improving, or treating cancer containing barley-derived polysaccharide. The polysaccharide is a polysaccharide derived from fermented barley extract. The polysaccharide includes arabino-β-3,6-galactan, and includes arabinoxylan and/or β-glucan. The β-glucan includes yeast-derived β-glucan and barley-derived β-glucan. The polysaccharide includes arabinoxylan in which arabinose linked to the β-(1→4)-xylan backbone by i) C3 or ii) (1→5) bonds at positions C2 and C3 is branched, and in this case, arabinoxylan The content is 8 to 11% by weight. The polysaccharide includes yeast-derived β-glucan, which is β-(1→3)(1→6)-D-glucan, wherein the yeast-derived β-glucan content is 4 to 7% by weight. The polysaccharide includes barley-derived β-glucan, which is β-(1→3)(1→4)-D-glucan, wherein the content of barley-derived β-glucan is 30 to 39% by weight. The polysaccharide includes arabino-β-3,6-galactan derived from barley pectin containing 3,6-linked Galp, and the content of arabino-β-3,6-galactan is 5 to 9 weight %to be. The polysaccharide increases secretion of interleukin-6, interleukin-12 or TNF-alpha. In addition, the polysaccharide inhibits tumor metastasis and has an effect of preventing, treating and/or improving cancer. In addition, the polysaccharide is selected from the group consisting of immunodeficiency, immunosuppression, disease due to immune system damage, immune function decrease due to anticancer therapy, immune function decrease due to bone marrow transplant, AIDS due to immune system damage, and cancer due to immune function decrease. In a patient with a disease, the immunity is enhanced.

본 발명의 보리발효추출물은 하기와 같이 제조한다. 먼저 보리원물을 준비하고 이를 마쇄한다. 이 때 햄머밀을 이용하여 875 rpm 및 337 kg/ 40 min 조건 하 마쇄를 수행할 수 있다. 마쇄된 보리에 정제수를 첨가하여 10 내지 14 시간 동안 침지한다. 이때 마쇄 보리 : 정제수는 1 : 3 내지 6의 중량비로 사용한다. 침지가 완료된 후 보리를 90 ℃에서 1 내지 3시간 증자하여 호화를 수행한다,The fermented barley extract of the present invention is prepared as follows. First, prepare raw barley and grind it. At this time, grinding may be performed using a hammer mill under conditions of 875 rpm and 337 kg/ 40 min. Purified water is added to ground barley and soaked for 10 to 14 hours. At this time, ground barley:purified water is used in a weight ratio of 1:3 to 6. After soaking is completed, gelatinization is performed by steaming barley at 90 ° C. for 1 to 3 hours.

호화된 보리에 알파 아밀라아제를 첨가하여 70 내지 90 ℃에서 1 내지 3 시간 처리하여 1차 효소 가수분해를 수행한다. 그 후, 1차 효소 가수분해물에 프로테아제(protease), 알파-아밀라아제(amylase) 및 글루코아밀라아제(glucoamylase)의 혼합물을 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 1 내지 3시간 처리하여 2차 효소 가수분해를 수행한다. 그리고 2차 효소 가수분해물에 당화효소인 베타-글루카나제(glucanase)를 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 12 내지 36시간 반응시켜 3차 효소 가수분해를 수행하여 당화액을 제조한다. Primary enzymatic hydrolysis is performed by adding alpha amylase to gelatinized barley and treating it at 70 to 90° C. for 1 to 3 hours. Thereafter, a mixture of protease, alpha-amylase and glucoamylase is added to the first enzyme hydrolyzate and treated at 50 to 70 ° C. for 1 to 3 hours to perform secondary enzyme hydrolysis . In addition, beta-glucanase, a saccharification enzyme, is added to the secondary enzymatic hydrolyzate and reacted at 50 to 70 ° C. for 12 to 36 hours to perform tertiary enzymatic hydrolysis to prepare a saccharification solution.

상기 당화액에 효모(Saccharomyces cerevisiae)를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 효모 발효를 진행하며. 그 후 효모 발효물에 유산균인 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 유산균 발효를 진행하여, 보리발효물을 제조한다. 상기 보리 발효물을 5,000 내지 8,000 rpm에서 20 내지 40분간 원심분리하여 상층액을 분리하고 가압 살균하여 보리발효추출물을 제조한다.Yeast (Saccharomyces cerevisiae) is added to the saccharification solution and yeast fermentation is performed at 20 to 40 ° C. for 12 to 36 hours. Thereafter, a lactic acid bacterium, Weissella cibaria, is added to the yeast fermentation product, and lactic acid bacteria fermentation is performed at 20 to 40 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a fermented barley product. The fermented barley product is centrifuged at 5,000 to 8,000 rpm for 20 to 40 minutes to separate the supernatant and sterilized under pressure to prepare a fermented barley extract.

본 발명의 보리발효추출물은 상기와 같이 알파 아밀라아제를 이용한 1차 효소 가수분해, 프로테아제, 알파-아밀라아제 및 글루코아밀라아제를 이용한 2차 효소 가수분해, 베타-글루카나제를 이용한 3차 효소 가수분해, 효모 발효 및 바이셀라 시바리아 발효를 순차적으로 수행하여 제조한다. 이로써 면역증강 성분이 증강된 보리발효추출물을 제조할 수 있다. 만약 상기 1차 내지 3차의 효소 가수분해 단계 및 효모 발효 및 유산균 발효 중 하나 이상을 생략하는 경우 이렇게 제조된 보리 가공물은 본 발명의 보리 발효추출물보다 면역증강 성분의 함량이 유의하게 적거나 본 발명의 보리 발효추출물보다 면역증강 효과가 유의하게 낮은 단점이 있다.As described above, the fermented barley extract of the present invention is obtained by primary enzymatic hydrolysis using alpha amylase, secondary enzymatic hydrolysis using protease, alpha-amylase and glucoamylase, tertiary enzymatic hydrolysis using beta-glucanase, yeast It is prepared by sequentially performing fermentation and Visella cibaria fermentation. In this way, a fermented barley extract with enhanced immune enhancing components can be prepared. If at least one of the first to third enzymatic hydrolysis steps and yeast fermentation and lactic acid bacteria fermentation are omitted, the processed barley product thus prepared has a significantly lower content of immune enhancing components than the fermented barley extract of the present invention, or the present invention There is a disadvantage that the immune enhancing effect is significantly lower than that of barley fermented extract.

본 발명의 보리발효추출물은 그 제조 과정에서 보리를 로스팅하는 공정을 포함하지 않는데, 이는 보리를 로스팅하여 이를 가수분해 또는 발효시키는 경우 제조된 보리 가공물(즉, 보리 가수분해물 또는 보리발효추출물 등)의 대식세포 자극 활성이 매우 낮았기 때문이다. 이는 로스팅 공정 중 다당이 탄화물을 형성하고 독성 물질 또한 생성되기 때문으로 판단된다.The fermented barley extract of the present invention does not include a step of roasting barley in its manufacturing process, which is the result of roasting barley and hydrolyzing or fermenting it, which is a process product of barley (i.e., hydrolyzed barley or fermented barley extract, etc.) This is because the macrophage stimulating activity was very low. This is considered to be because polysaccharides form carbides during the roasting process and toxic substances are also produced.

본 발명의 조성물composition of the present invention

본 발명은 본 발명의 제조 방법으로 제조된 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 보리 유래 다당을 포함하는 조성물에 대한 것이다. 바람직하게는 본 발명은 보리 유래 다당을 포함하는 면역증강용 조성물, 암 또는 종양의 전이 억제용 조성물, 암의 예방, 개선 또는 치료용 조성물, 알레르기성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대한 것이다. 상기 조성물은 식품 조성물, 약학적 조성물 또는 사료 조성물일 수 있다. 상기 암은 췌장암, 난소암, 유방암, 대장암, 간암, 폐암, 뇌암, 후두암, 갑상선암, 결장암, 위암, 신장암, 림프종, 급성 골수성 백혈병, 골육종, 기관지암, 방광암, 윌름종양 및 전립선으로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 알레르기성 질환은 기관지천식(asthma), 알레르기성 비염(allergic rhinitis), 두드러기(urticaria), 아나필락시스(anaphylaxis), 음식물알레르기 (food allergy), 아토피성 피부염, 알레르기 비용혈성 수혈반응 및 약물 알레르기로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 알레르기성 질환은 꽃가루, 약물, 식물성 섬유, 세균, 식품, 염색약 및 화학 물질로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상에 의하여 유도되는 것일 수 있다.The present invention relates to a composition comprising barley-derived polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan prepared by the production method of the present invention. Preferably, the present invention relates to a composition for enhancing immunity containing barley-derived polysaccharide, a composition for inhibiting cancer or tumor metastasis, a composition for preventing, improving or treating cancer, and a composition for preventing, improving or treating allergic diseases. . The composition may be a food composition, pharmaceutical composition or feed composition. The cancer is a group consisting of pancreatic cancer, ovarian cancer, breast cancer, colon cancer, liver cancer, lung cancer, brain cancer, laryngeal cancer, thyroid cancer, colon cancer, stomach cancer, kidney cancer, lymphoma, acute myelogenous leukemia, osteosarcoma, bronchial cancer, bladder cancer, Wilms' tumor and prostate. It may be one or more selected from among. The allergic disease consists of bronchial asthma, allergic rhinitis, urticaria, anaphylaxis, food allergy, atopic dermatitis, allergic nonhemorrhagic transfusion reaction, and drug allergy. It may be one or more selected from the group. The allergic disease may be induced by one or more selected from the group consisting of pollen, drugs, vegetable fibers, bacteria, food, dyes, and chemicals.

식품 조성물food composition

본 발명의 상기 식품이란 건강보조식품, 건강기능식품, 기능성 식품, 운동 보조제 등이나 이에 제한되는 것은 아니며, 천연식품, 가공식품, 일반적인 식자재 등에 본 발명의 보리 유래 다당을 첨가한 것도 포함된다.The food of the present invention includes health supplements, health functional foods, functional foods, exercise supplements, etc., but is not limited thereto, and includes natural foods, processed foods, and general food materials containing the barley-derived polysaccharide of the present invention.

본 발명의 보리 유래 다당을 포함하는 식품 조성물은, 상기 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 조성물과 함께 사용될 수 있으며, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방 또는 건강 유지 목적)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 보리 유래 다당을 식품 또는 음료의 제조시에 원료에 대하여 0.01 내지 70.00 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 30.00 중량%의 양으로 첨가할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 10.00 중량%의 양으로 첨가할 수 있다. The food composition containing the barley-derived polysaccharide of the present invention may be added as it is or used together with other foods or food compositions, and may be appropriately used according to a conventional method. The mixing amount of the active ingredient can be suitably determined depending on the purpose of its use (prevention or health maintenance purpose). In general, the barley-derived polysaccharide of the present invention can be added in an amount of 0.01 to 70.00% by weight, preferably 0.01 to 30.00% by weight, more preferably 0.01 to 10.00% by weight, based on the raw material during production of food or beverage. % can be added.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 보리 유래 다당을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은 정제, 경질 또는 연질 캅셀제, 액제, 현탁제 등과 같은 경구투여용 제제의 형태로 이용될 수 있으며, 이들 제제는 허용 가능한 통상의 담체, 예를 들어 경구투여용 제제의 경우에는 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 가용화제, 현탁화제, 보존제 또는 증량제 등을 사용하여 조제할 수 있다. There is no particular limitation on the type of food. The food composition containing the barley-derived polysaccharide as an active ingredient may be used in the form of preparations for oral administration such as tablets, hard or soft capsules, solutions, suspensions, etc. Formulations for oral administration may be prepared using excipients, binders, disintegrants, lubricants, solubilizers, suspending agents, preservatives, or bulking agents.

상기 보리 유래 다당을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료, 파우더 제제 및 비타민 복합제 등을 들 수 있으나 이들 종류의 식품으로 제한되는 것은 아니다.Examples of foods to which the barley-derived polysaccharide can be added include meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gum, dairy products including ice cream, various soups, beverages, tea, Drinks, alcoholic beverages, powder preparations and vitamin complexes may be mentioned, but are not limited to these types of foods.

사료 조성물feed composition

본 발명의 제조 방법으로 제조된 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 보리 유래 다당을 유효성분으로 포함하는 사료 조성물은 통상적인 사료와 함께 배식할 수 있으며, 본 발명의 사료 조성물을 통상적인 사료 조성물에 첨가하여 기능성 사료 조성물을 제조하여 이용할 수도 있다. 또한 본 발명의 사료 조성물은 본 발명의 보리 유래 다당 외 기능성 성분을 추가로 포함할 수도 있다. 상기 통상적인 사료 조성물과 본 발명의 보리 유래 다당이 혼합된 기능성 사료 조성물의 제조 시, 본 발명의 보리 유래 다당은 총 사료 조성물에 대하여 0.01 내지 30.00 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 20.00 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 사료 조성물의 상기 보리 유래 다당의 유효용량은 상기 식품 조성물의 유효 용량에 준해서 사용할 수 있으나, 지속적인 면역 증강을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.The feed composition containing barley-derived polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan prepared by the production method of the present invention as an active ingredient can be served together with conventional feed, and the feed composition of the present invention It may be added to a conventional feed composition to prepare and use a functional feed composition. In addition, the feed composition of the present invention may further include functional ingredients other than the barley-derived polysaccharide of the present invention. When preparing a functional feed composition in which the conventional feed composition and the barley-derived polysaccharide of the present invention are mixed, the barley-derived polysaccharide of the present invention is 0.01 to 30.00% by weight, preferably 0.01 to 20.00% by weight, based on the total feed composition can be added as The effective dose of the barley-derived polysaccharide of the feed composition may be used according to the effective dose of the food composition, but may be less than the above range in the case of long-term intake for the purpose of continuous immunity enhancement or health control, Since there is no problem in terms of safety, the active ingredient may be used in an amount greater than or equal to the above range.

본 발명의 사료 조성물은 가축 또는 가금을 대상으로 한다. 상기 가축 또는 가금은 소, 돼지, 닭, 말, 양, 당나귀, 노새, 멧돼지, 토끼, 메추라기, 집오리, 장닭, 투계용 닭, 비둘기, 칠면조, 개, 고양이, 원숭이, 햄스터, 생쥐, 래트, 구관조, 앵무새, 잉꼬, 카나리아 등이나 이들에 제한되는 것은 아니며 가정 내에서 사육 가능한 인간 이외의 포유 동물 또는 조류이면 본 발명의 사료 조성물의 대상이라 할 것이다.The feed composition of the present invention is intended for livestock or poultry. The livestock or poultry is cattle, pigs, chickens, horses, sheep, donkeys, mules, wild boars, rabbits, quails, domestic ducks, roosters, game chickens, pigeons, turkeys, dogs, cats, monkeys, hamsters, mice, rats, cockerels , Parrots, parakeets, canaries, etc., but are not limited thereto, and any non-human mammal or bird that can be reared at home will be the subject of the feed composition of the present invention.

약학적 조성물pharmaceutical composition

본 발명의 제조 방법으로 제조된 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 보리 유래 다당을 포함하는 약학적 조성물은, 투여자의 면역 활성을 증강시킨다. 또한 본 발명의 보리 유래 다당을 포함하는 약학적 조성물은, 투여자의 종양 전이를 억제한다. 또한 본 발명의 보리 유래 다당을 포함하는 약학적 조성물은, 투여자의 암의 진행, 지속, 악화 등을 억제하여 암을 예방 또는 치료한다. 또한 본 발명의 보리 유래 다당을 포함하는 약학적 조성물은, 알레르기성 질환을 예방 또는 치료한다. 본 발명의 보리 유래 다당을 포함하는 약학적 조성물은 면역결핍, 면역저하 또는 면역계 손상으로 인한 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물일 수 있다. 또한 본 발명의 보리 유래 다당을 포함하는 약학적 조성물은 화학요법 및 방사선요법과 같은 항암요법에 의한 면역기능의 저하 또는 골수이식 후 면역저하로 인한 질환, 면역계 손상으로 인한 에이즈 및 면역기능의 저하로 인한 암질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물일 수 있다. 또한 본 발명의 보리 유래 다당을 포함하는 약학적 조성물은 꽃가루, 약물, 식물성 섬유, 세균, 식품, 염색약 및 화학 물질로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상에 의하여 유도되는 알레르기성 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물일 수 있다. 또한 본 발명의 보리 유래 다당을 포함하는 약학적 조성물은 기관지천식(asthma), 알레르기성 비염(allergic rhinitis), 두드러기(urticaria), 아나필락시스(anaphylaxis), 음식물알레르기 (food allergy), 아토피성 피부염, 알레르기 비용혈성 수혈반응 및 약물 알레르기로 구성되는 군으로부터 선택되는 알레르기성 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물일 수 있다.The pharmaceutical composition containing the barley-derived polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan prepared by the production method of the present invention enhances the immune activity of an administrator. In addition, the pharmaceutical composition containing the barley-derived polysaccharide of the present invention suppresses tumor metastasis of the administering agent. In addition, the pharmaceutical composition containing the barley-derived polysaccharide of the present invention prevents or treats cancer by suppressing the progress, continuation, and deterioration of cancer of the administrator. In addition, the pharmaceutical composition containing the barley-derived polysaccharide of the present invention prevents or treats allergic diseases. The pharmaceutical composition containing the barley-derived polysaccharide of the present invention may be a pharmaceutical composition for preventing and treating diseases caused by immunodeficiency, immunosuppression or immune system damage. In addition, the pharmaceutical composition containing the barley-derived polysaccharide of the present invention is effective in reducing immune function due to anti-cancer therapies such as chemotherapy and radiation therapy, diseases caused by immunosuppression after bone marrow transplantation, and AIDS and immune function decrease due to immune system damage. It may be a pharmaceutical composition for the prevention and treatment of cancer caused by cancer. In addition, the pharmaceutical composition containing the barley-derived polysaccharide of the present invention is a pharmaceutical composition for preventing and treating allergic diseases induced by at least one selected from the group consisting of pollen, drugs, vegetable fibers, bacteria, food, dyes, and chemical substances. may be an enemy composition. In addition, the pharmaceutical composition containing the barley-derived polysaccharide of the present invention is effective against bronchial asthma, allergic rhinitis, urticaria, anaphylaxis, food allergy, atopic dermatitis, allergy It may be a pharmaceutical composition for preventing and treating allergic diseases selected from the group consisting of non-hemolytic transfusion reactions and drug allergy.

본 발명의 약학적 조성물은 상기 본 발명의 제조 방법으로 제조된 아라비노-β-3,6-갈락탄을 포함하는 보리 유래 다당을 0.01 내지 80 중량% 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.02 내지 65 중량% 포함할 수 있다. 그러나 이는 투약자의 필요에 따라 증감할 수 있으며, 식생활, 영양 상태, 병의 진행 정도, 비만의 정도 등 상황에 따라 적절히 증감할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may contain 0.01 to 80% by weight of barley-derived polysaccharide containing arabino-β-3,6-galactan prepared by the production method of the present invention, preferably 0.02 to 65% by weight. % by weight. However, this may be increased or decreased according to the needs of the administering person, and may be appropriately increased or decreased according to circumstances such as dietary habits, nutritional status, disease progression, and obesity.

본 발명의 약학적 조성물은 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다. 바람직한 약제학적 제제는 정제, 경질 또는 연질 캅셀제, 액제, 현탁제 등과 같은 경구투여용 제제가 있으며 이들 약제학적 제제는 약제학적으로 허용 가능한 통상의 담체, 예를 들어 경구투여용 제제의 경우에는 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 가용화제, 현탁화제, 보존제 또는 증량제 등을 사용하여 조제할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered orally or parenterally and can be used in the form of general pharmaceutical preparations. Preferred pharmaceutical preparations include preparations for oral administration such as tablets, hard or soft capsules, solutions, suspensions, and the like, and these pharmaceutical preparations are pharmaceutically acceptable carriers, for example, excipients in the case of preparations for oral administration, It can be prepared using a binder, disintegrant, lubricant, solubilizer, suspending agent, preservative or bulking agent.

본 발명의 보리 유래 다당을 포함하는 약학적 조성물의 투여 용량은, 환자의 상태, 연령, 성별 및 합병증 등의 다양한 요인에 따라 전문가에 의해 결정될 수 있지만 일반적으로는 성인 1kg 당 0.1㎎ 내지 10g, 바람직하게는 10 mg 내지 5g의 용량으로 투여될 수 있다. 또, 단위 제형당 상기 약학적 조성물의 1일 용량 또는 이의 1/2, 1/3 또는 1/4의 용량이 함유되도록 하며, 하루 1 내지 6 회 투여될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.The dosage of the pharmaceutical composition containing the barley-derived polysaccharide of the present invention may be determined by experts according to various factors such as the patient's condition, age, sex and complications, but is generally 0.1 mg to 10 g per 1 kg of adult, preferably Preferably, it may be administered in a dose of 10 mg to 5 g. In addition, the daily dose of the pharmaceutical composition per unit dosage form or a dose of 1/2, 1/3 or 1/4 thereof may be contained, and may be administered 1 to 6 times a day. However, in the case of long-term intake for the purpose of health and hygiene or health control, the amount may be less than the above range, and the active ingredient may be used in an amount greater than the above range because there is no problem in terms of safety.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and how to achieve them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various forms different from each other, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

<재료 및 방법><Materials and methods>

보리는 대한민국 호남지역에서 계약 재배를 통하여 수매한 호남산 겉보리를 이용하였다. Hulled barley from Honam, Korea, purchased through contract cultivation in the Honam region of Korea was used.

<실험예 1><Experimental Example 1>

<1-1> 보리발효추출물의 제조<1-1> Preparation of fermented barley extract

<1-1-1> 보리발효추출물의 제조<1-1-1> Preparation of fermented barley extract

<제조예 1> <Production Example 1>

햄머밀을 이용하여 875 rpm, 337 kg/ 40 min의 속도로 보리를 마쇄하고, 보리: 물의 중량비가 1 : 4가 되도록 마쇄 보리에 정제수를 첨가하여 12시간 침지한 후, 90 ℃에서 2시간 증자하여 호화를 진행하였다, Using a hammer mill, grind barley at a speed of 875 rpm, 337 kg/ 40 min, add purified water to the ground barley so that the weight ratio of barley: water is 1: 4, soak for 12 hours, then steam at 90 ° C for 2 hours and proceeded with luxury,

호화된 보리에 알파 아밀라아제를 첨가하여 80 ℃에서 2시간 처리하여 1차 효소 가수분해물을 제조하였다. 그 후, 프로테아제, 알파-아밀라제 및 글루코아밀라아제를 동량으로 포함한 복합효소를 상기 1차 효소 가수분해물에 첨가하여 60 ℃에서 2시간 처리하여 2차 효소가수분해물을 제조하였다. 그리고 상기 2차 효소가수분해물에 당화효소로 베타-글루카나제를 첨가하여 60 ℃에서 24시간 반응시켜 당화액을 제조하였다. Alpha amylase was added to gelatinized barley and treated at 80 ° C. for 2 hours to prepare a primary enzyme hydrolyzate. Thereafter, a complex enzyme containing equal amounts of protease, alpha-amylase and glucoamylase was added to the first enzyme hydrolyzate and treated at 60° C. for 2 hours to prepare a second enzyme hydrolyzate. In addition, beta-glucanase as a saccharification enzyme was added to the secondary enzyme hydrolyzate and reacted at 60 ° C. for 24 hours to prepare a saccharification solution.

상기 당화액에 효모(Saccharomyces cerevisiae)를 첨가하여 30 ℃에서 24시간 동안 효모 발효를 진행하여 효모 발효물을 제조하고. 유산균인 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)를 첨가하여 30 ℃에서 24시간 동안 유산균 발효를 진행하여 보리발효물을 제조하였다. 그리고 상기 보리발효물을 6,500 rpm에서 30분간 원심분리하여 발효 상층액을 분리하고 가압 살균하여 보리발효추출물을 제조하였다.Yeast (Saccharomyces cerevisiae) was added to the saccharification solution and yeast fermentation was performed at 30 ° C. for 24 hours to prepare a yeast fermentation product. Barley fermented product was prepared by adding lactic acid bacteria, Weissella cibaria, and performing lactic acid fermentation at 30 ° C. for 24 hours. In addition, the fermented barley was centrifuged at 6,500 rpm for 30 minutes to separate the fermentation supernatant and sterilized under pressure to prepare a fermented barley extract.

<제조예 2><Production Example 2>

호화된 보리를 효소 가수분해하는 공정 없이 곧바로 효모 발효 및 유산균 발효 공정을 수행한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 보리발효추출물을 제조하였다.A fermented barley extract was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the yeast fermentation and lactic acid bacteria fermentation processes were performed immediately without enzymatic hydrolysis of the gelatinized barley.

<제조예 3><Production Example 3>

당화액을 효모 발효하지 않고 곧바로 유산균 발효한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 보리발효추출물을 제조하였다.A fermented barley extract was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the saccharified solution was directly fermented with lactic acid bacteria without yeast fermentation.

<제조예 4><Production Example 4>

당화액을 효모 발효한 후 유산균 발효 공정을 생략한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 보리발효추출물을 제조하였다.A fermented barley extract was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the lactic acid bacteria fermentation process was omitted after yeast fermentation of the saccharification solution.

<제조예 5><Production Example 5>

90 ℃에서 보리를 로스팅하고, 로스팅된 보리를 마쇄하여 보리발효추출물을 제조한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 보리발효추출물을 제조하였다.A fermented barley extract was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the barley was roasted at 90 ° C and the roasted barley was ground to prepare a fermented barley extract.

<1-1-2> 보리발효추출물의 조다당의 대식세포 자극 활성 조사<1-1-2> Investigation of macrophage stimulating activity of crude polysaccharide of fermented barley extract

상기 제조예 1 내지 5의 보리발효추출물들을 각각 40 brix로 농축한 후 5 brix까지 희석하고, 원심분리하여 침전물은 제거한 후 상등액을 회수하였다. 회수된 상등액을 최종농도 80 v/v%가 되도록 에탄올을 첨가하여 하룻밤 방치 후, 원심분리에 의해 침전물과 상등액으로 분리하였다. 상기 침전물을 회수하여 소량의 증류수에 재용해하고 투석 및 동결 건조하여 보리발효추출물 유래 조다당을 얻었다.The fermented barley extracts of Preparation Examples 1 to 5 were concentrated to 40 brix, respectively, diluted to 5 brix, centrifuged to remove the precipitate, and the supernatant was recovered. Ethanol was added to the recovered supernatant to a final concentration of 80 v/v%, left overnight, and then separated into a precipitate and a supernatant by centrifugation. The precipitate was recovered and re-dissolved in a small amount of distilled water, followed by dialysis and freeze-drying to obtain crude polysaccharide derived from fermented barley extract.

상기 보리발효추출물 유래 조다당을 소량의 물에 용해한 후 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5)로 평형화된 Sephadex G-100 column (4×120 cm)을 이용하여, 겔 투과 크로마토그래피(gel permeation chromatography) (GPC)를 수행하였다. 용출액은 5 mL씩 100 개의 획분으로 분획하였으며, 각 획분은 중성당, 산성당, 오탄당 및 단백질 함량 분석실험을 거쳐 분자량이 상이한 획분들을 수득하고, 상기 획분들에 대하여 대식세포 자극 활성을 비교하였는데, 이는 상기 획분들을 시료로 사용하여 IL-6, IL-12 및 TNF-α 생산 활성을 평가하여 수행하였다 (평가 방법은 하기 <1-12>와 동일함). 그 결과, 제조예 1의 보리발효추출물 유래 다당의 면역활성이 유의하게 우수하였는바, 이하 실험에서는 제조예 1의 보리발효추출물을 사용하였다.After dissolving the crude polysaccharide derived from the fermented barley extract in a small amount of water, gel permeation chromatography using a Sephadex G-100 column (4 × 120 cm) equilibrated with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5) (GPC) was performed. The eluate was fractionated into 100 fractions of 5 mL each, and each fraction was analyzed for neutral sugar, acidic sugar, pentose sugar and protein content to obtain fractions with different molecular weights, and the macrophage stimulating activity of the fractions was compared. , This was performed by evaluating IL-6, IL-12, and TNF-α production activities using the fractions as samples (the evaluation method is the same as in <1-12> below). As a result, the immunoactivity of the polysaccharide derived from the fermented barley extract of Preparation Example 1 was significantly superior. In the following experiments, the fermented barley extract of Preparation Example 1 was used.

<1-2> 보리발효추출물로부터 면역활성 조다당의 추출 및 분리<1-2> Extraction and separation of immunoactive crude polysaccharide from fermented barley extract

제조예 1의 보리발효추출물(이하, “보리발효추출물”이라 한다)의 농축액(40 brix)을 5 brix까지 희석하고, 원심분리하여 침전물은 제거한 후 상등액을 회수하였다. 회수된 상등액의 절반은 동결건조하여 보리발효추출물 원액 BF-EX를 얻었으며, 나머지 절반은 최종농도 80 v/v%가 되도록 에탄올을 첨가하여 하룻밤 방치 후, 원심분리에 의해 침전물과 상등액으로 분리하였다. 에탄올 상등액은 농축 후 동결건조하여 보리발효추출물 유래 에탄올 상등액 BF-S를 얻었으며, 발생한 침전물을 회수하여 소량의 증류수에 재용해하고 투석 및 동결 건조하여 보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP를 얻었다.The concentrate (40 brix) of the fermented barley extract of Preparation Example 1 (hereinafter referred to as "fermented barley extract") was diluted to 5 brix, centrifuged to remove the precipitate, and then the supernatant was recovered. Half of the recovered supernatant was lyophilized to obtain BF-EX, a stock solution of fermented barley extract, and the other half was left overnight after adding ethanol to a final concentration of 80 v/v%, and then centrifuged to separate the precipitate and supernatant. . The ethanol supernatant was concentrated and lyophilized to obtain an ethanol supernatant BF-S derived from fermented barley extract, and the generated precipitate was recovered and re-dissolved in a small amount of distilled water, followed by dialysis and freeze-drying to obtain crude polysaccharide BF-CP derived from fermented barley extract.

보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP를 소량의 물에 용해한 후 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5)로 평형화된 Sephadex G-100 column (4×120 cm)을 이용하여, 겔 투과 크로마토그래피(gel permeation chromatography) (GPC)를 수행하였다. 용출액은 5 mL씩 100 개의 획분으로 분획하였으며, 각 획분은 중성당, 산성당, 오탄당 및 단백질 함량 분석실험을 거쳐 분자량이 상이한 3개의 획분 BF-I, BF-II 및 BF-III를 얻을 수 있었으며, 이들의 수율은 각각 2.37%, 0.94% 및 1.71%로 확인되었다 (도 1 및 도 2). After dissolving crude polysaccharide BF-CP derived from fermented barley extract in a small amount of water, gel permeation chromatography (gel permeation) was performed using a Sephadex G-100 column (4 × 120 cm) equilibrated with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5). chromatography) (GPC) was performed. The eluate was fractionated into 100 fractions of 5 mL each, and each fraction was analyzed for neutral sugar, acidic sugar, pentose sugar and protein content to obtain three fractions BF-I, BF-II and BF-III with different molecular weights. , Their yields were confirmed to be 2.37%, 0.94% and 1.71%, respectively (FIGS. 1 and 2).

<1-3> 보리발효추출물로부터 분리한 시료의 일반화학적 특성 분석<1-3> Analysis of general chemical properties of samples isolated from fermented barley extract

일반성분 분석은 하기와 같이 수행하였다. 다당 시료의 중성당의 함량은 galactose를 표준물질로 하여 phenol-sulfuric acid 법으로, 산성당의 함량은 galacturonic acid를 표준물질로 하여 m-hydroxybiphenyl 법으로, TBA-positive material의 함량은 2-keto-3-deoxy-D-manno-octulosonic acid (KDO)를 표준물질로 하여 thiobarbituric acid 법으로, 단백질의 함량은 bovine serum albumin (BSA)을 표준물질로 하여 Bradford 법으로, phenolic compounds 함량은 gallic acid를 표준문질로 하여 Folin-Ciocalteu (F-C)법으로 각각 정량 분석하였다.General component analysis was performed as follows. The neutral sugar content of polysaccharide samples was determined by the phenol-sulfuric acid method using galactose as the standard material, the content of acidic sugar by the m-hydroxybiphenyl method using galacturonic acid as the standard material, and the content of TBA-positive material using the 2-keto-3- The thiobarbituric acid method using deoxy-D-manno-octulosonic acid (KDO) as the standard substance, the protein content by the Bradford method using bovine serum albumin (BSA) as the standard substance, and the phenolic compounds content using gallic acid as the standard substance were analyzed quantitatively by the Folin-Ciocalteu (F-C) method.

구성당 분석은 하기와 같이 수행하였다. 구성당 분석을 진행하기 위해 Honda 등의 방법을 일부 변형하여 실험을 진행하였다. (Honda S, Akao E, Suzuki S, Okuda, M., Kakehi, K., & Nakamura, J. (1989). High-performance liquid chromatography of reducing carbohydrates as strongly ultraviolet-absorbing and electrochemically sensitive 1-phenyl-3-methyl5-pyrazolone derivatives. Analytical biochemistry, 180(2), 351-357) 2M TFA로 가수분해 후 각 구성당에 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone (PMP)을 이용하여 유도체화하고, DIW와 choloroform을 이용하여 상분리한 후, aqueous layer을 회수하여 filtration을 거쳐 0.1M phosphate buffer(pH 6.7):acetonitrile=82:18의 용매로 평형화된 Acclaim C18 column이 장착된 HPLC-UVD를 이용하여 254 nm에서 측정하였다. 각 구성당의 mole%는 각 유도체의 peak 면적, 분자량 및 UV detector에 대한 molecular response factor를 각각 산출하여 계산하였다.Constituent sugar analysis was performed as follows. In order to carry out the analysis per component, the experiment was conducted by partially modifying the method of Honda et al. (Honda S, Akao E, Suzuki S, Okuda, M., Kakehi, K., & Nakamura, J. (1989). High-performance liquid chromatography of reducing carbohydrates as strongly ultraviolet-absorbing and electrochemically sensitive 1-phenyl-3 -methyl5-pyrazolone derivatives.Analytical biochemistry, 180(2), 351-357) After hydrolysis with 2M TFA, each component was derivatized with 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone (PMP), and DIW After phase separation using chloroform and choloroform, the aqueous layer is recovered, filtered, and equilibrated with a solvent of 0.1M phosphate buffer (pH 6.7): acetonitrile = 82:18 using an HPLC-UVD equipped with an Acclaim C18 column at 254 nm was measured in The mole% of each component was calculated by calculating the peak area, molecular weight, and molecular response factor for each derivative, respectively.

HPLC를 이용한 분자량 측정은 하기와 같이 수행하였다. 보리발효추출물 유래 원액 BF-EX, 에탄올 상등액 BF-S과 조다당 BF-CP 시료의 정제도를 측정하기 위하여 각 시료를 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5)로 평형화된 Superdex 75 GL column을 이용하여 HPLC-RID를 수행하였다. 또한, 보리발효추출물로부터 분리한 정제다당 BF-I, BF-II 및 BF-III의 정제도를 측정하기 위하여 각 시료를 Superdex 75 GL column을 이용하여 HPLC-RID를 수행하였다.Molecular weight measurement using HPLC was performed as follows. In order to measure the purity of the barley fermentation extract-derived stock solution BF-EX, ethanol supernatant BF-S, and crude polysaccharide BF-CP samples, each sample was equilibrated with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5) using a Superdex 75 GL column using HPLC - RID was performed. In addition, HPLC-RID was performed on each sample using a Superdex 75 GL column to measure the degree of purification of purified polysaccharides BF-I, BF-II and BF-III isolated from fermented barley extract.

<1-4> 보리발효추출물로부터 분리한 시료의 세포 독성 평가<1-4> Evaluation of cytotoxicity of samples isolated from fermented barley extract

BALB/c 마우스에 5% thioglycollate (TG) 1 mL을 복강주사하고 4일 후에 경추탈구법으로 마우스를 희생시킨 후, 복강에 RPMI-1640 배지 10 mL를 주입하여 복강 내 세포 (peritoneal exudative cells; PEC)를 수집하였다. 수집한 PEC를 96 well culture plate에 2.0×105 cells/well의 농도로 조정하여 분주하고 2 시간 동안 배양하여 macrophage를 plate에 부착시킨 후, macrophage에 시료를 다양한 농도로 첨가하고, 24 시간 동안 배양하였다. 각 시료 농도에 따른 세포 독성의 효과는 EZ-cytox (Dogen, Seoul, Korea)를 5배 희석하여 well당 50 μL씩 가한 후 37 ℃, 5% CO2 배양기에서 30분 내지 60분간 반응시키고 450 nm에서 흡광도를 측정하여 평가하였다.BALB/c mice were intraperitoneally injected with 1 mL of 5% thioglycollate (TG), and 4 days later, the mice were sacrificed by cervical dislocation. ) was collected. The collected PEC was dispensed in a 96 well culture plate at a concentration of 2.0×10 5 cells/well, cultured for 2 hours to attach macrophages to the plate, and then samples were added at various concentrations to the macrophages and cultured for 24 hours. did For the effect of cytotoxicity according to each sample concentration, after diluting EZ-cytox (Dogen, Seoul, Korea) 5 times and adding 50 μL per well, reacting for 30 to 60 minutes in a 37 ℃, 5% CO2 incubator, and The absorbance was measured and evaluated.

<1-5> 보리발효추출물로부터 분리한 시료의 사이토카인 활성 평가<1-5> Evaluation of cytokine activity of samples isolated from fermented barley extract

대식세포(macrophage) 배양액은 하기와 같이 준비하였다. BALB/c 마우스에 5% thioglycollate (TG) 1 mL을 복강주사하고 4일 후에 경추탈구법으로 마우스를 희생시킨 후, 복강에 RPMI-1640 배지 10 mL를 주입하여 복강 내 세포 (peritoneal exudative cells; PEC)를 수집하였다. 수집한 PEC를 96 well culture plate에 2.0×105 cells/well의 농도로 조정하여 분주하고 2 시간 동안 배양하여 macrophage를 plate에 부착시킨 후, 배양액으로 세척하여 부착되지 않은 세포를 제거하였다. Macrophage에 시료를 다양한 농도로 첨가하고, 24 시간 동안 배양하였다. 배양종료 후, 900 rpm에서 5분간 원심 분리하여 세포 배양액 상등액을 180 μL를 회수한 후, 배양 상등액에 유도 분비된 interleukin (IL)-6, IL-12 및 tumor necrosis factor (TNF)-α와 같은 사이토카인의 함량을 측정하였다.Macrophage culture medium was prepared as follows. BALB/c mice were intraperitoneally injected with 1 mL of 5% thioglycollate (TG), and 4 days later, the mice were sacrificed by cervical dislocation. ) was collected. The collected PEC was dispensed in a 96 well culture plate at a concentration of 2.0×10 5 cells/well, cultured for 2 hours to allow macrophages to adhere to the plate, and then washed with the culture medium to remove non-adherent cells. Samples were added to Macrophage at various concentrations and incubated for 24 hours. After the end of the culture, 180 μL of the cell culture supernatant was recovered by centrifugation at 900 rpm for 5 minutes. The content of cytokines was measured.

샌드위치 ELISA에 의한 사이토카인 측정은 하기와 같이 수행하였다. 대식세포 에 의해 생산된 사이토카인의 함량은 sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)에 의해 분석하였다. 각 cytokine에 대한 특이적 단일크론 항체인 capture antibody를 제조사의 지침에 따라 coating buffer에 희석하여 flat-bottomed 96-well microplate (NuncTM, Roskilde, Denmark)에 100 μL씩 분주 후 4℃에서 12 시간 배양하여 진행하였다. 코팅이 완료된 ELISA plate는 washing buffer (PBS with 0.05% tween® 20, PBST)를 이용하여 3차례 세척하고, assay diluent (PBS with 10% or 2% skim milk) 200 μL를 가하여 1시간 동안 방치하여 항체가 붙지 않은 well 표면을 blocking 하였다. Blocking 완료 후 각 well은 washing buffer를 이용하여 3회 세척하고, 각 well에 연속 희석한 표준물질인 recombinant mouse cytokine 혹은 macrophage 배양액을 각각 100 μL씩 분주하였다. 이를 실온에서 2시간 동안 반응시킨 다음 washing buffer로 세척하고, detection antibody-biotin 및 enzyme reagent (avidin-horseradish peroxidase conjugate)를 첨가하여 1시간 동안 실온에서 반응시켰다. 반응이 완료된 후, washing buffer를 이용하여 5회 세척하고, substrate solution (Tetramethylbenzidine, TMB) 100 μL를 가하여 암소에서 30∼60 분간 반응시킨 후 50 μL의 stop solution (1M H3PO4 또는 2N H2SO4)을 처리하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다.Cytokine measurement by sandwich ELISA was performed as follows. The content of cytokines produced by macrophages was analyzed by sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Capture antibody, a specific monoclonal antibody for each cytokine, was diluted in coating buffer according to the manufacturer's instructions, dispensed 100 μL each into a flat-bottomed 96-well microplate (NuncTM, Roskilde, Denmark), and incubated at 4℃ for 12 hours. proceeded. The coated ELISA plate was washed three times using washing buffer (PBS with 0.05% tween® 20, PBST), and 200 μL of assay diluent (PBS with 10% or 2% skim milk) was added and left for 1 hour to detect antibodies. The non-attached well surface was blocked. After blocking was completed, each well was washed three times using washing buffer, and 100 μL of each of the standard recombinant mouse cytokine or macrophage culture medium diluted serially was dispensed into each well. After reacting at room temperature for 2 hours, washing with washing buffer, adding detection antibody-biotin and enzyme reagent (avidin-horseradish peroxidase conjugate), followed by reaction at room temperature for 1 hour. After the reaction is complete, wash 5 times with washing buffer, add 100 μL of substrate solution (Tetramethylbenzidine, TMB), react for 30 to 60 minutes in the dark, and then treat with 50 μL of stop solution (1M H3PO4 or 2N H2SO4). Absorbance was measured at 450 nm.

<1-6> 보리발효추출물로부터 분리한 면역활성 다당의 구조분석을 위한 효소 선별<1-6> Enzyme selection for structural analysis of immunoactive polysaccharide isolated from fermented barley extract

보리발효추출물로부터 분리한 정제다당 BF-I과 BF-III의 미세구조를 분석하기 전 다당의 당쇄결합들을 선택적으로 가수분해하는 효소를 찾기 위해 6 종의 효소를 선정하여 스크리닝을 진행하였다. 보리발효추출물로부터 분리한 정제다당 BF-I과 BF-III를 용해하고 Lichenase (β-1,3-1,4-glucanase), Lyticase (β-1,3-glucanase), endo-laminarinase (Endo-1,3-glucanase), exo-laminarinase (exo-1,3-glucanse), Amyloglucosidase (α-1,4-1,6-glucanaose), β-xylanase (β-1,4-xylanase)를 각각 30 units를 처리한 후, 각 효소의 최적 조건에서 3일간 배양하였다. 그 후 정제다당 BF-I과 BF-III의 효소처리 반응액을 dinitrosalicylic acid(DNS)법을 이용하여 환원당의 양을 측정하였다. DNS법은 시료 1 mL과 DNS 3 mL을 첨가하고 100℃에서 15분간 반응시킨 후, 540 nm에서 측정하여 수행하였다. Before analyzing the microstructures of purified polysaccharides BF-I and BF-III isolated from fermented barley extract, 6 enzymes were selected and screened to find enzymes that selectively hydrolyze sugar chain bonds of polysaccharides. Purified polysaccharides BF-I and BF-III isolated from fermented barley extract were dissolved, and Lichenase (β-1,3-1,4-glucanase), Lyticase (β-1,3-glucanase), endo-laminarinase (Endo- 1,3-glucanase), exo-laminarinase (exo-1,3-glucanse), amyloglucosidase (α-1,4-1,6-glucanase), and β-xylanase (β-1,4-xylanase) at 30 After processing the units, it was cultured for 3 days under the optimal conditions for each enzyme. Then, the amount of reducing sugar was measured in the enzyme-treated reaction solution of purified polysaccharides BF-I and BF-III using the dinitrosalicylic acid (DNS) method. The DNS method was performed by adding 1 mL of sample and 3 mL of DNS, reacting at 100 ° C for 15 minutes, and measuring at 540 nm.

<1-7> 보리발효추출물로부터 분리한 활성 다당의 구조 분석<1-7> Structural analysis of active polysaccharide isolated from fermented barley extract

<1-7-1> HPLC를 이용한 분자량 측정<1-7-1> Molecular weight measurement using HPLC

보리발효추출물로부터 분리한 정제다당 BF-I의 분자량을 측정하기 위하여 각 시료를 Superdex 75 GL column을 이용하여 HPLC-RID를 수행하였다. 분자량 측정은 표준물질 pullulan series (P-5, 10, 20, 50, 100, 200, 400 및 800)를 이용하여 retention time을 구한 후, 각 분자량에 대한 Kav값을 산출하여 작성한 표준곡선으로부터 환산하여 결정하였다.In order to measure the molecular weight of the purified polysaccharide BF-I isolated from the fermented barley extract, HPLC-RID was performed on each sample using a Superdex 75 GL column. Molecular weight measurement was performed by calculating the retention time using the standard pullulan series (P-5, 10, 20, 50, 100, 200, 400 and 800), calculating the Kav value for each molecular weight, and converting it from the standard curve prepared. decided.

<1-7-2> 메틸화 분석에 의한 구조 및 결합위치 결정<1-7-2> Determination of structure and binding site by methylation analysis

Methylsulfinyl carbanion의 조제Preparation of methylsulfinyl carbanion

Methylsulfinyl carbanion을 조제하기 위해 무수 NaH 1.26 g에 무수 DMSO (dimethylsulfoxide) 20 mL을 첨가한 후 질소로 충진하며 90 °C oil bath 하에서 약 10~15분간 반응시켰다. 반응액이 엷은 녹색을 띄는 시점을 종말점으로 하여 반응을 종결하고 상온까지 냉각시킨 후 3,000 rpm, 30°C에서 원심분리하고, methylsulfinyl carbanion이 함유된 상등액은 공기의 접촉이 없도록 질소로 치환하여 소량씩 분주한 후 -70℃에서 냉동보관하며 사용하였다.To prepare methylsulfinyl carbanion, 20 mL of anhydrous DMSO (dimethylsulfoxide) was added to 1.26 g of anhydrous NaH, filled with nitrogen, and reacted for about 10 to 15 minutes in a 90 °C oil bath. The reaction was terminated with the point at which the reaction solution turned pale green as the end point, cooled to room temperature, centrifuged at 3,000 rpm and 30°C, and the supernatant containing methylsulfinyl carbanion was substituted with nitrogen so as not to come into contact with air. After dispensing, it was stored frozen at -70 ° C and used.

메틸화methylation

다당 시료의 결합위치를 결정하기 위한 메틸화는 Hakomori 방법 (Hakomori S. A rapid permethylation of glycolipid, and polysaccharidecatalyzed by methylsulfinyl carbanion in mimethyl sulfoxide. J Biochem 1964;55:205-208.)을 이용하여 실시하였다. 데시케이터에서 1일 내지 2일 간 충분히 건조한 각 다당 시료(0.5 mg)에 1 mL의 무수 DMSO를 가하고 교반하여 완전히 용해시킨 후, 500 μL methylsulfinyl carbanion (MSCA)를 가하여 4시간 동안 반응시켰다. 이 때 다당이 완전히 polyalkoxide로 전환될 수 있도록 필요한 경우 MSCA를 추가로 첨가하였으며 미반응 MSCA의 잔존 여부는 triphenylmethane으로 확인하였음. Polyalkoxide로 전환된 시료는 과량의 CH3I를 가하여 메틸화 하였으며, 잔존 CH3I는 N2 gas flushing을 통해 제거 후 Sep­pak C18 cartridge를 이용하여 회수하였다.Methylation to determine the binding site of the polysaccharide sample was performed using the Hakomori method (Hakomori S. A rapid permethylation of glycolipid, and polysaccharidecatalyzed by methylsulfinyl carbanion in mimethyl sulfoxide. J Biochem 1964;55:205-208.). 1 mL of anhydrous DMSO was added to each polysaccharide sample (0.5 mg) sufficiently dried in a desiccator for 1 to 2 days, stirred to completely dissolve, and then 500 μL of methylsulfinyl carbanion (MSCA) was added and reacted for 4 hours. At this time, MSCA was additionally added if necessary so that the polysaccharide could be completely converted to polyalkoxide, and the remaining unreacted MSCA was checked with triphenylmethane. The sample converted to polyalkoxide was methylated by adding an excess of CH3I, and the remaining CH3I was removed through N2 gas flushing and recovered using a Seppak C18 cartridge.

메틸화 다당의 가수분해 및 아세틸화Hydrolysis and acetylation of methylated polysaccharides

메틸화된 시료는 2 M TFA 1 mL을 가하여 121 ℃, 1.5시간 반응시켜 가수분해를 행한 후 건조하고, 건조된 시료는 1M NH4OH가 수 drop 첨가된 ethanol에 용해하고 10 mg의 NaBH4를 가하여 4시간 동안 개환 및 환원하였으며, 아세트산을 적당량 가하여 잔존 NaBH4를 제거하고, 메탄올을 가하며 반복 건조함으로써 과량으로 가해진 아세트산을 제거하였다. 이 후 1 mL의 acetic anhydride를 가하고, 121 ℃에서 3시간 동안 반응시켜 partially methylated alditol acetate로 전환하였으며, 이는 2상 용매계(chloroform, H2O)로 분리, 추출하여 acetone에 용해시켜 gas chromatograph (GC) 및 GC-mass spectrometer (MS)로 분석하였다. The methylated sample was hydrolyzed by adding 1 mL of 2 M TFA and reacting at 121 ° C for 1.5 hours, and then dried. Ring opening and reduction were performed, and an appropriate amount of acetic acid was added to remove residual NaBH4, and excess acetic acid was removed by repeatedly drying while adding methanol. After that, 1 mL of acetic anhydride was added and reacted at 121 ° C for 3 hours to convert to partially methylated alditol acetate, which was separated and extracted with a two-phase solvent system (chloroform, H2O), dissolved in acetone, and gas chromatograph (GC) and analyzed by GC-mass spectrometer (MS).

Partially methylated alditol acetate의 GC 및 GC-MS로 분석Analysis by GC and GC-MS of partially methylated alditol acetate

GC 분석은 SP­2380 capillary column (0.25 mm × 30 m, 0.2 mm film thickness, Supelco, Bellefonte, PA, USA)이 장착된 Young­Lin ACME­6100 GC를 사용하여 최적온도 조건 [60 ℃ (1 min), 60°C → 180 ℃ (30℃/min), 180 ℃ → 250 ℃ (1.5 ℃/min), 250 ℃ (5 min)]에서 splitless injection mode (1/20)로 분석하였으며, 이때 carrier gas (N2)의 flow rate는 1.5 mL/min로 조정하였다. 한편 GC-MS는 SP-2380 capillary column을 장착한 Agilent 6890N GC system과 5973N mass spectrophotometer (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA)를 이용하여 GC 분석과 동일한 최적온도 조건에서 splitless injection mode (He flow rate : 1.5 mL/min)로 분석하였다. 메틸화된 시료의 유도체는 GC-MS에 의한 fragment ion 분석과 GC의 relative retention time을 조합하여 동정하였으며 각 peak의 mole%는 peak area 및 molecular response factor로부터 환산하였다.GC analysis was performed using a YoungLin ACME6100 GC equipped with an SP2380 capillary column (0.25 mm × 30 m, 0.2 mm film thickness, Supelco, Bellefonte, PA, USA) under optimal temperature conditions [60 °C (1 min), 60 °C → 180 ℃ (30 ℃ / min), 180 ℃ → 250 ℃ (1.5 ℃ / min), 250 ℃ (5 min)] was analyzed in splitless injection mode (1/20), at which time the flow rate of carrier gas (N2) was adjusted to 1.5 mL/min. On the other hand, GC-MS is performed in splitless injection mode (He flow rate : 1.5 mL/min). Derivatives of methylated samples were identified by combining fragment ion analysis by GC-MS and relative retention time of GC, and the mole% of each peak was converted from the peak area and molecular response factor.

<1-7-3> β­Glucosyl Yariv reagent를 이용한 arabino-β-3,6-galactan (type­Ⅱ)의 존재확인 및 정량<1-7-3> Confirmation and quantification of arabino-β-3,6-galactan (type II) using βGlucosyl Yariv reagent

Aarabino-β-3,6-galactan의 존재를 확인하기 위한 β-glucosyl Yariv reagent (Biosupplies, Parkville, Australia)와의 반응성 검토는 Holst와 Clarke의 방법에 따라 single radical 젤 확산법으로 측정하였다. (van Holst GJ, Clarke AE. Quantification of arabinogalactan-protein in plant extracts by single radial gel diffusion. Anal Biochem 1985;148:446-450.) β-Glucosyl Yariv reagent 10 μg/mL를 함유한 0.15 M NaCl agarose 평판을 조제하고 직경 3 mm의 well을 만들어 농도별로 희석한 표준물질 gum arabic과 시료 5 μg을 함유한 용액을 well에 각각 주입하였음. 이 평판을 습윤상태에서 25℃에서 15시간 정치시켜 반응시키고, 생성된 붉은색 침전환을 관찰하여 arabino-β-3,6-galactan의 존재 유무를 관찰하였고, 시료와 β-glucosyl Yariv reagent와의 반응성은 생성된 침전환의 넓이를 계산하여 상호 비교하였다.Reactivity with β-glucosyl Yariv reagent (Biosupplies, Parkville, Australia) to confirm the presence of aarabino-β-3,6-galactan was measured by single radical gel diffusion method according to Holst and Clarke's method. (van Holst GJ, Clarke AE. Quantification of arabinogalactan-protein in plant extracts by single radial gel diffusion. Anal Biochem 1985;148:446-450.) 0.15 M NaCl agarose plate containing 10 μg/mL of β-Glucosyl Yariv reagent was prepared, a well with a diameter of 3 mm was prepared, and a solution containing 5 μg of sample and gum arabic diluted by concentration was injected into each well. The plate was allowed to stand at 25 ° C for 15 hours in a wet state to react, and the presence or absence of arabino-β-3,6-galactan was observed by observing the red precipitate formed, and the reactivity between the sample and β-glucosyl Yariv reagent The area of the generated precipitation transition was calculated and compared with each other.

<1-7-4> 보리발효추출물로부터 분리한 정제다당 BF-I의 구조 분석을 위한 단편조제<1-7-4> Fragment preparation for structural analysis of purified polysaccharide BF-I isolated from fermented barley extract

BF-I의 전체구조를 추정하기 위해서는 구조분석이 용이한 단편(분자량이 작은 oligo당)으로 분해하고 이를 정제하여 해석해야 하므로 이를 위해 일련의 효소처리에 의한 가수분해를 수행하였다. 이때 사용한 효소는 단편 올리고당의 분리가 용이한 조건을 설정하기 위해 예비실험을 통하여 분해에 적합한 효소 인자(Amyloglucosidase, β-Xylanase, Lyticase, Lichenase, Galactan-1,3-β-galactosidase)를 제조사가 제공한 처리조건을 실험실 조건에 맞게 응용하여 사용하였다. In order to estimate the overall structure of BF-I, it must be broken down into fragments (oligos with low molecular weight) that are easy to analyze, purified, and analyzed. For this purpose, a series of enzymatic hydrolysis was performed. The enzymes used at this time were provided by the manufacturer through preliminary experiments to set conditions for easy separation of fragment oligosaccharides (Amyloglucosidase, β-Xylanase, Lyticase, Lichenase, Galactan-1,3-β-galactosidase) suitable for degradation. One treatment condition was applied and used according to laboratory conditions.

Amyloglucosidase에 의한 가수분해 및 단편조제Hydrolysis and Fragment Preparation by Amyloglucosidase

BF-I 시료 300 mg에 50 mM ammonium formate buffer (pH 4.5)에 용해시키고 100 unit의 Amyloglucosidase (α-1,4-1,6-glucanase, from A. niger, Fluka., St. Louis, MO, USA)를 가하여 50℃ 항온수조에서 48시간 가수분해를 행하고 100℃로 20분간 중탕하여 잔존효소활성을 정지시켰다. 이 반응물을 원심분리하여 침전된 불활성 효소 단백을 제거하고 그 상등액은 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5)로 평형화된 Superdex 75 GL column을 이용하여 HPLC상에서 분획하고 중성당 분석을 실시하였으나 Amyloglucosidase 효소에 의해 가수분해 되지 않아 전량 회수하여 농축 후, 동결건조하였다. 300 mg of BF-I sample was dissolved in 50 mM ammonium formate buffer (pH 4.5) and 100 units of Amyloglucosidase (α-1,4-1,6-glucanase, from A. niger, Fluka., St. Louis, MO, USA) was added to perform hydrolysis in a constant-temperature water bath at 50°C for 48 hours, and the remaining enzyme activity was stopped by bathing at 100°C for 20 minutes. The reaction mixture was centrifuged to remove the precipitated inactive enzyme protein, and the supernatant was fractionated on HPLC using a Superdex 75 GL column equilibrated with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5) and analyzed for neutral sugar. Since it was not hydrolyzed, the entire amount was recovered, concentrated, and lyophilized.

β-Xylanase에 의한 가수분해 및 단편조제Hydrolysis by β-Xylanase and preparation of fragments

Amyloglucosidase 처리 후, 회수된 BF-I 시료에 50 mM ammonium formate buffer (pH 6.5)를 가하여 용해시킨 후, β-Xylanase (β-1,4-xylanase, from Cellvibrio mixtus, Megazyme International Ireland Ltd., Ireland)를 150 unit을 가하여 40 ℃ 항온수조에서 48시간 처리하였다. 효소반응의 정지를 위해 100 ℃에서 20분간 중탕하고 원심분리하여 상등액을 얻었으며, 이를 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5)로 평형화된 Superdex 75 GL column을 이용하여 HPLC상에서 분획하였고, 중성당 및 오탄당 분석을 실시하였다. 이때 분자량 및 구성 성분이 상이한 2개의 획분 BF-I-1a와 BF-I-1b를 획득하였으며, 이를 탈염(Microacylizer, cut-off 100) 후 동결건조하여 단편획분을 조제하였다.After amyloglucosidase treatment, 50 mM ammonium formate buffer (pH 6.5) was added to the recovered BF-I sample to dissolve it, and then β-Xylanase (β-1,4-xylanase, from Cellvibrio mixtus, Megazyme International Ireland Ltd., Ireland) 150 units were added and treated in a constant temperature water bath at 40 ° C for 48 hours. To stop the enzymatic reaction, the supernatant was obtained by bathing in water at 100 ° C for 20 minutes and centrifuging, which was fractionated on HPLC using a Superdex 75 GL column equilibrated with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5). analysis was performed. At this time, two fractions BF-I-1a and BF-I-1b having different molecular weights and constituents were obtained, which were desalted (Microacylizer, cut-off 100) and lyophilized to prepare fractional fractions.

Lyticase에 의한 가수분해 및 단편조제Hydrolysis by lyticase and preparation of fragments

β-Xylanase 처리 과정에서 얻어진 BF-I-1a 시료에 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7.0)를 가하여 용해시킨 후, Lyticase (β-1,3-glucanase, from Arthrobacter Luteus, Sigma, St. Louis, MO, USA)를 100 unit을 가하여 30 ℃ 항온수조에서 48시간 처리하였다. 효소반응의 정지를 위해 100 ℃에서 20분간 중탕하고 원심분리하여 상등액을 얻었으며, 이를 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5)로 평형화된 Superdex 75 GL column을 이용하여 HPLC상에서 분획하였다. 이때 분자량 및 구성 성분이 상이한 3개의 획분 BF-I-2a, BF-I-2b 및 BF-2c를 획득하였으며, 이를 탈염(Microacylizer, cut-off 100) 후 동결건조하여 단편획분을 조제하였다.After adding 0.1 M potassium phosphate buffer (pH 7.0) to the BF-I-1a sample obtained in the β-Xylanase treatment process to dissolve it, lyticase (β-1,3-glucanase, from Arthrobacter Luteus, Sigma, St. Louis, MO , USA) was added in 100 units and treated in a constant temperature water bath at 30 ° C for 48 hours. To stop the enzymatic reaction, the supernatant was obtained by heating in a water bath at 100 °C for 20 minutes and centrifuging, which was fractionated on HPLC using a Superdex 75 GL column equilibrated with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5). At this time, three fractions BF-I-2a, BF-I-2b, and BF-2c having different molecular weights and components were obtained, and after desalting (Microacylizer, cut-off 100), lyophilization was performed to prepare fractional fractions.

Lichenase에 의한 가수분해 및 단편조제Hydrolysis by Lichenase and preparation of fragments

Lyticase 처리 과정에서 얻어진 BF-I-2a 시료에 50 mM ammonium formate buffer (pH 7.0)를 가하여 용해시킨 후, Lichenase (β-1,3-1,4-glucanase, from Bacillus subtilis, Megazyme International Ireland Ltd., Ireland) 100 unit을 가하여 60 ℃ 항온수조에서 48시간 처리하였다. 효소반응의 정지를 위해 100 ℃에서 20분간 중탕하고 원심분리하여 상등액을 얻었으며, 이를 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5)로 평형화된 Superdex 75 GL column을 이용하여 HPLC상에서 분획하고 중성당 분석을 실시하였으나, 가수분해 되지 않아 전량 회수하여 농축 후 동결건조하였다.After adding 50 mM ammonium formate buffer (pH 7.0) to the BF-I-2a sample obtained in the lyticase treatment process to dissolve it, Lichenase (β-1,3-1,4-glucanase, from Bacillus subtilis, Megazyme International Ireland Ltd. , Ireland) 100 units were added and treated in a constant temperature water bath at 60 ° C for 48 hours. To stop the enzymatic reaction, the supernatant was obtained by bathing in water at 100 ° C for 20 minutes and centrifuging. It was fractionated on HPLC using a Superdex 75 GL column equilibrated with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5) and analyzed for neutral sugar. However, it was not hydrolyzed, so the entire amount was recovered, concentrated, and lyophilized.

Galactan-1,3-β-galactosidase에 의한 가수분해 및 단편조제Hydrolysis and Fragment Preparation by Galactan-1,3-β-galactosidase

Lyticase 및 Lichenase 처리 과정에서 얻어진 BF-I-2a 시료에 50 mM phosphate buffer (pH 6.5)를 가하여 용해시킨 후, Galactan-1,3-β-galactosidase (from Clostridium thermocellum, Creative Enzymes, Shirley, NY, USA) 1 unit을 가하여 50 ℃ 항온수조에서 48시간 처리하였다. 효소반응의 정지를 위해 100 ℃에서 20분간 중탕하고 원심분리하여 상등액을 얻었으며, 이를 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5)로 평형화된 Superdex 75 GL column을 이용하여 HPLC상에서 분획하고 중성당 및 오탄당 분석을 실시하였다. 이때 분자량 및 구성 성분이 상이한 2개의 획분 BF-I-3a와 BF-I-3b를 획득하였으며, 이를 탈염(Microacylizer, cut-off 100) 후 동결건조하여 단편획분을 조제하였다.50 mM phosphate buffer (pH 6.5) was added to the BF-I-2a sample obtained in the process of lyticase and lichenase treatment to dissolve it, and then Galactan-1,3-β-galactosidase (from Clostridium thermocellum, Creative Enzymes, Shirley, NY, USA ) 1 unit was added and treated in a constant temperature water bath at 50 ° C for 48 hours. To stop the enzymatic reaction, the supernatant was obtained by bathing in a water bath at 100 ° C for 20 minutes and centrifuging, which was fractionated on HPLC using a Superdex 75 GL column equilibrated with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5) and analyzed for neutral sugar and pentose sugar was carried out. At this time, two fractions BF-I-3a and BF-I-3b having different molecular weights and constituents were obtained, which were desalted (Microacylizer, cut-off 100) and lyophilized to prepare fractional fractions.

<결과 및 고찰><Results and discussion>

<1-8> 보리발효추출물 유래 조다당의 일반 화학적 특성<1-8> General chemical properties of crude polysaccharide derived from fermented barley extract

보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP와 정제 다당 BF-I, II 및 III를 대상으로 일반 분석을 진행한 결과, 보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP는 중성당 91.1%, 산성당 4.9%, 단백질 2.0% 및 polyphenol 2.0%로 이루어져 있었음. 구성당을 확인한 결과 glucose(70.7%)가 대부분 차지하고 있었으며, arabinose와 xylose가 각각 9.0%와 11.4%로 차지하고 있었다. 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I, BF-II 및 BF-III의 일반성분을 분석한 결과, 분자량이 상이한 3개의 획분 모두 90% 이상의 중성당을 함유한 것으로 확인되었다. 그러나 고분자 획분 BF-I은 glucose (40.9%), xylose (26.7%) 그리고 arabinose (19.9%)의 높은 비율로 구성되어 있었고, BF-II는 glucose (62.0%), arabinose (11.6%) 그리고 xylose (10.8%)로 구성되어 있었으며, 마지막으로 저분자 획분 BF-III는 대부분이 94.9%의 glucose로 구성되어 있었다(표 1).As a result of general analysis of crude polysaccharide BF-CP derived from fermented barley extract and refined polysaccharide BF-I, II and III, crude polysaccharide BF-CP derived from fermented barley extract contained 91.1% neutral sugar, 4.9% acidic sugar, and 4.9% protein. 2.0% and polyphenol 2.0%. As a result of confirming constituent sugars, glucose (70.7%) was mostly occupied, and arabinose and xylose occupied 9.0% and 11.4%, respectively. As a result of analyzing the general components of purified polysaccharides BF-I, BF-II and BF-III derived from fermented barley extract, it was confirmed that all three fractions with different molecular weights contained 90% or more of neutral sugar. However, the high molecular fraction BF-I was composed of glucose (40.9%), xylose (26.7%) and arabinose (19.9%) in high proportions, and BF-II contained glucose (62.0%), arabinose (11.6%) and xylose ( 10.8%), and finally, the low molecular weight fraction BF-III was mostly composed of 94.9% glucose (Table 1).

상기 결과를 종합하여 보면, 보리발효추출물 유래 정제다당 BF-I은 보리 유래 hemicellulose의 일종인 arabinoxylan과 β-glucan 그리고 yeast 유래의 β-glucan이 혼재되어 존재할 가능성을 시사하였으며, 분자량이 작은 획분일수록 glucose의 함량이 증가하는 것으로 보아 BF-III는 발효에 의해 전분이 분해되어 limit dextrin 형태로 존재할 것으로 추정되었다. HPSEC를 이용하여 각 정제 다당의 정제도를 측정한 결과, 보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP는 고분자 및 저분자가 혼재된 형태로 나타났으나, 정제를 통해 분자량별로 획분을 회수한 후 정제도를 측정한 결과, BF-I은 좌우 대칭의 단일 peak로 나타내어 비교적 순수하게 정제되었음을 확인할 수 있었으며, BF-II는 다양한 분자량을 가진 물질이 혼재되어 존재하는 것으로 확인되었고, BF-III는 저분자물질로만 구성되어 있음을 확인할 수 있었다(도 3).Summarizing the above results, purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract suggests the possibility that arabinoxylan and β-glucan, which are a kind of hemicellulose derived from barley, and β-glucan derived from yeast may exist in a mixture. From the increase in the content of BF-III, it was assumed that BF-III would exist in the form of limit dextrin as starch is decomposed by fermentation. As a result of measuring the degree of purification of each purified polysaccharide using HPSEC, crude polysaccharide BF-CP derived from fermented barley extract was found to be in the form of a mixture of high and low molecules. As a result, it was confirmed that BF-I was purified as a single peak with left-right symmetry, BF-II was found to be a mixture of substances with various molecular weights, and BF-III was composed only of low molecular weight substances. was confirmed (Fig. 3).

Figure 112018132044579-pat00001
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보리 발효물로부터 분리된 BF-CP, BF-I, BF-II 및 BF-III의 화학적 특성Chemical properties of BF-CP, BF-I, BF-II and BF-III isolated from fermented barley

<1-9> 보리발효추출물로부터 분리한 다당의 면역 활성 평가<1-9> Evaluation of immune activity of polysaccharide isolated from fermented barley extract

<1-9-1> 보리발효추출물 유래 다당 시료의 세포 독성<1-9-1> Cytotoxicity of polysaccharide samples derived from fermented barley extract

마우스 유래 정상세포 macrophage를 이용하여 보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP와 정제다당 BF-I, II 및 III의 세포에 대한 직접적인 독성실험을 수행하였다. 그 결과 보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP와 정제다당 BF-I, II 및 III 네 시료 모두 정상세포인 macrophage에서 뚜렷한 독성을 나타내지 않았다. A direct toxicity test was performed on cells of crude polysaccharide BF-CP and purified polysaccharide BF-I, II and III derived from fermented barley extract using mouse-derived normal cell macrophages. As a result, all four samples of fermented barley extract-derived crude polysaccharide BF-CP and purified polysaccharide BF-I, II, and III did not show significant toxicity to macrophages, which are normal cells.

<1-9-2> 보리발효추출물 유래 다당 시료의 cytokine 생산능 측정<1-9-2> Measurement of cytokine production of polysaccharide samples derived from fermented barley extract

Macrophage는 세균이나 이물질을 탐식, 제거하는 과정에서 여러 가지 cytokine을 분비하여 면역현상을 조절하며, 항원에 대한 면역작용의 중추적인 역할을 하는 세포로서, 항원제시와 림프구의 비특이적 면역작용에 관계하며, 종양세포에 대해서는 직접적인 상해활성을 나타낸다. 또한 TLR (tool­like receptor)에 반응하는 물질 (LPS 혹은 천연물)은 macrophage를 활성화하여 T세포와 B 세포의 증식, 식균 작용을 위한 대식세포의 활성, 미생물 감염에 대한 방어 등의 2차 면역반응을 조절할 수 있는 IL­1, IL­6, IL-10, IL-12 및 TNF-α와 같은 cytokine을 생산한다고 알려져 있다. IL­1, IL­6 및 TNF-α는 macrophage에 의해 유도되는 대표적인 cytokine 으로 세균감염에 따른 염증반응에 있어서 중추적인 역할을 하며 염증병소에서 그 양이 증가되는 것으로 알려져 있다. IL-6는 IL-1과 협동적으로 작용하여 T 세포와 B 세포의 분화에 관여하고 항암효과가 있다고 보고되었으며, TNF-α는 특정암세포에 대한 세포독성과 항 바이러스성 작용이 있고, 급성 및 만성 염증질환에서 일어나는 여러 가지 생체반응에도 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 한편, IL-12는 NK cell의 활성화 및 Th1 type의 면역 반응을 유도하는 cytokine으로써 암세포와 같은 세포성 외래물질에 대한 반응성을 높이는 작용을 한다고 알려져 있다. 또한 IL-10은 macrophage에 의한 TNF, IL-1, chemokine 및 IL-12의 생성을 교차조절(cross­regulation)함으로써 T 림프구 활성화에 있어 대식세포의 부수적 기능(T 림프구 매개성 특이면역염증반응)을 저해한다고 알려져 있다. Macrophage regulates immune phenomena by secreting various cytokines in the process of phagocytosing and removing bacteria or foreign substances, and is a cell that plays a central role in immune action against antigens. It is related to antigen presentation and non-specific immune action of lymphocytes. It exhibits direct cytotoxic activity against tumor cells. In addition, substances (LPS or natural products) that respond to TLR (toollike receptor) activate macrophages to regulate secondary immune responses such as proliferation of T cells and B cells, activation of macrophages for phagocytosis, and defense against microbial infection. It is known to produce cytokines such as IL1, IL6, IL-10, IL-12, and TNF-α. IL1, IL6, and TNF-α are representative cytokines induced by macrophages and play a pivotal role in the inflammatory response following bacterial infection, and are known to increase in inflammatory lesions. IL-6 has been reported to act cooperatively with IL-1 to be involved in the differentiation of T cells and B cells and to have anticancer effects, and TNF-α has cytotoxic and antiviral effects on specific cancer cells, acute and It is known to play an important role in various biological reactions that occur in chronic inflammatory diseases. On the other hand, IL-12 is a cytokine that activates NK cells and induces a Th1 type immune response, and is known to increase reactivity to cellular foreign substances such as cancer cells. In addition, IL-10 cross-regulates the production of TNF, IL-1, chemokine and IL-12 by macrophages, thereby inhibiting the secondary function of macrophages (T lymphocyte-mediated specific immune inflammatory response) in the activation of T lymphocytes. It is known to do

보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP 및 정제 다당 BF-I, BF-II 및 BF-III 시료의 직접적인 자극에 의한 macrophage의 cytokine 생산을 in vitro에서 측정한 결과, 네 시료 모두 IL-6, IL-12 및 TNF-α의 생산을 촉진하는 것을 확인하였다(도 5). 그러나, BF-II와 BF-III의 경우 10 μg/mL 농도 이상에서 IL-6, IL-12 및 TNF-α와 같은 cytokine 생산능이 증가되기 시작했으며 그 활성은 보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP보다 낮은 활성이었다. 반면, BF-I의 경우 세 정제획분 중 가장 활성이 우수하였으며, 1 μg/mL의 저농도에서도 우수한 활성을 보여주었다. 이는 BF-CP와 모든 농도에서 거의 유사한 활성을 나타내어 보리발효추출물의 면역증강 활성은 주로 BF-I에 기인하는 것으로 확인되었다.As a result of in vitro measurement of macrophage cytokine production by direct stimulation of crude polysaccharide BF-CP derived from fermented barley extract and purified polysaccharide BF-I, BF-II and BF-III samples, all four samples showed IL-6, IL- It was confirmed that the production of 12 and TNF-α was promoted (FIG. 5). However, in the case of BF-II and BF-III, the ability to produce cytokines such as IL-6, IL-12, and TNF-α began to increase at concentrations above 10 μg/mL, and the activity was activity was lower. On the other hand, in the case of BF-I, the activity was the most excellent among the three purified fractions, and showed excellent activity even at a low concentration of 1 μg/mL. This showed almost similar activity to BF-CP at all concentrations, and it was confirmed that the immune enhancing activity of the fermented barley extract was mainly due to BF-I.

IL-12의 경우(도 5(B)), 여러 농도에서 모두 BF-I이 우수한 활성을 나타내는 것이 확인되었다. 반면에 BF-II 및 BF-III는 1000 μg/mL 농도에서도 낮은 활성을 나타내는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 NK cell의 활성화 및 Th1 type의 면역 반응 유도를 통한 cytotoxic T lymphocyte (CTL)의 활성화와 같은 세포매개성 면역에 있어 활성을 가질 것으로 예상되었다. In the case of IL-12 (FIG. 5(B)), it was confirmed that BF-I showed excellent activity at various concentrations. On the other hand, it was confirmed that BF-II and BF-III showed low activity even at a concentration of 1000 μg/mL. These results suggest that purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract is expected to have activity in cell-mediated immunity, such as activation of NK cells and activation of cytotoxic T lymphocytes (CTL) through the induction of Th1-type immune responses.

또한, 염증부위에 면역세포의 귀소와 직접 관련이 있는 염증성 cytokine으로 분류되는 IL-6와 TNF-α의 생산 및 세포성 면역능의 활성화와 직접 관련이 있는 IL-12를 유의하게 생산하는 활성이 있음이 확인되었으므로 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 생체방어에 작용하는 면역기구를 활성화(조절)하는 기능이 있다고 판단되었다. 특히 IL-12는 암세포 존재 시, 암세포 치사작용을 하는 NK cell 활성화에 직접 관여하므로 항암 활성 유도에 필수적인 cytokine으로 인정되고 있으므로, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 NK cell 활성화 기능도 있을 것으로 기대되었다. 본 결과를 통해 보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP의 주요 활성 본체는 BF-I 획분임을 최종 확인할 수 있었으며, 이후 BF-I의 구조분석을 진행함으로써 보리발효추출물 유래 면역 활성 다당 물질의 규명을 수행하였다.In addition, there is an activity to significantly produce IL-6 and TNF-α, which are classified as inflammatory cytokines directly related to the homing of immune cells to the inflammatory site, and IL-12, which is directly related to the activation of cellular immunity. Since this was confirmed, it was judged that purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract has a function of activating (regulating) the immune mechanism acting in biological defense. In particular, IL-12 is recognized as an essential cytokine for inducing anticancer activity because it is directly involved in activating NK cells that kill cancer cells when cancer cells are present. Therefore, purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract is expected to have NK cell activation function as well. It became. Through this result, it was finally confirmed that the main active body of crude polysaccharide BF-CP derived from fermented barley extract was the BF-I fraction, and then structural analysis of BF-I was conducted to identify immune-active polysaccharide substances derived from fermented barley extract. did

<1-10> 보리발효추출물 유래 면역 활성 다당 BF-I의 구조분석<1-10> Structural analysis of immune active polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract

저장성 다당인 starch를 제외하고 일반적으로 보리에 존재하는 다당류는 1차 세포벽과 중엽(middle lamella)에 존재하는 다당류인 cellulose, 최근 xyloglucan과 arabinoxylan으로 밝혀진 hemicellulose, 펙틴물질(pectic substances) 그리고 β-glucan 등 크게 4종류로 구성되어 있다. 이 중 cellulose는 고도의 분자간 수소결합으로 인해 거대 분자를 형성하고 있어 수용화가 극히 어려운 다당체이며 hemicellulose도 수소결합에 의해 cellulose 다발 사이에서 강력한 network를 형성하여 고농도의 알칼리 처리를 하지 않는 한 수용화가 어려운 다당류로 분류된다. 그러나 보리발효추출물 유래 정제 다당인 BF-I에 arabinose와 xylose가 다량 존재한다는 사실은 발효과정 중 hemicellulose 안에 함유된 arabinoxylan이 선택적으로 수용화 되었을 가능성을 시사하였다. 또한, 본 실험에서 제공받은 보리발효추출물은 3단 발효를 통하여 제조되는데, 이때 2단 발효에는 Saccharomyces cerevisiae와 같은 효모가 사용된다. 효모의 세포벽은 β-glucan과 chitin이 주성분으로 존재하며 최외각에 mannoprotein이 둘러싸여 존재하는 것으로 보고되고 있기 때문에, 발효 및 숙성과정 중 알코올 발효를 담당하였던 효모가 자가분해(autolysis)되어 β-glucan, chitin 그리고 mannan이 선택적으로 용출될 수 있다. 따라서 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I에 glucose가 다량 존재하는 것은 보리에 존재하는 starch일수도 있지만 보리 유래 β-glucan 이나 yeast 유래 β-glucan일 가능성도 배제할 수는 없다.Except for starch, which is a storage polysaccharide, polysaccharides generally present in barley include cellulose, a polysaccharide present in the primary cell wall and middle lamella, hemicellulose recently identified as xyloglucan and arabinoxylan, pectic substances, and β-glucan. It consists of four main types. Among them, cellulose is a polysaccharide that is extremely difficult to dissolve in water because it forms macromolecules due to high intermolecular hydrogen bonds. are classified as However, the presence of large amounts of arabinose and xylose in BF-I, a refined polysaccharide derived from fermented barley extract, suggested the possibility that arabinoxylan contained in hemicellulose was selectively water-solubilized during the fermentation process. In addition, the fermented barley extract provided in this experiment is prepared through three-stage fermentation, wherein yeast such as Saccharomyces cerevisiae is used for the two-stage fermentation. Since the cell wall of yeast is reported to be composed of β-glucan and chitin as main components and surrounded by mannoprotein, the yeast responsible for alcohol fermentation during the fermentation and maturation process is autolyzed to produce β-glucan, chitin and mannan can be selectively eluted. Therefore, the presence of a large amount of glucose in purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract may be starch present in barley, but the possibility that it is β-glucan derived from barley or β-glucan derived from yeast cannot be ruled out.

<1-10-1> BF-I의 구조규명을 위한 효소 screening<1-10-1> Enzyme screening for structural identification of BF-I

상기 실험 결과, 보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP의 활성본체로 확인된 BF-I의 구조를 규명하기에 앞서, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 구성당 분석을 통하여 보리 유래 arabinoxylan, β-glucan 및 yeast 유래 β-glucan이 존재할 것으로 추정되었으며, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-III는 구성당 분석을 통하여 보리 유래 limit dextrin과 올리고당 형태의 보리 및 효모 유래 β-글루칸이 혼재되어 있을 것으로 추정되었으므로 다양한 효소 처리를 통하여 예상한 구조가 존재하는지 확인하고자 하였다. 이를 위하여 다양한 효소를 처리하여 가수분해 한 후, DNS법으로 환원당의 양을 측정하였다(도 6).As a result of the above experiments, before identifying the structure of BF-I, which was identified as the active body of fermented barley extract-derived crude polysaccharide BF-CP, the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract was analyzed to determine the -glucan and yeast-derived β-glucan were presumed to exist, and barley fermented extract-derived purified polysaccharide BF-III was presumed to be mixed with barley-derived limit dextrin and oligosaccharide-type barley and yeast-derived β-glucan through constituent sugar analysis Therefore, we tried to confirm whether the expected structure exists through various enzyme treatments. To this end, after hydrolysis by treatment with various enzymes, the amount of reducing sugar was measured by the DNS method (FIG. 6).

일반적으로 전분은 α-(1→4)-glucan 형태인 amylose와 α-(1→4)-glucan 주쇄 C6위치에서 α-(1→4)-glucan 형태로 분지된 amylopectin 구조로 이루어져 있으며, arabinoxylan은 β-(1→4)-D-xylan 주쇄에 C2, C3, 또는 C2, C3 위치의 OH group이 T-Araf로 치환된 측쇄(side chain)를 구성하고 있는 구조로 널리 알려져 있다. 또한, 보리 유래 β-glucan은 β-(1→3,1→4)-D-glucan이 반복적으로 이루어진 linear한 형태를 이루고 있으며, [-4)2~3-β-D-Glc-(1,3)-β-Glc-(1] 또는 [-4)5~28-β-D-Glc-(1,3)-β-Glc-(1]의 형태로 존재한다. Yeast 유래 β-glucan은 β-(1→3)-D-glucan 주쇄에 C6 위치에서 β-(1→3)-glucan 형태로 측쇄가 뻗어져 나가는 구조를 이루고 있다. In general, starch is composed of α-(1→4)-glucan type amylose and α-(1→4)-glucan main chain α-(1→4)-glucan branched amylopectin structure at position C6, and arabinoxylan is widely known as a structure in which the OH group at C2, C3, or C2, C3 is substituted with T-Araf in the β-(1→4)-D-xylan main chain. In addition, barley-derived β-glucan has a linear form consisting of β-(1→3,1→4)-D-glucan repeatedly, and [-4)2~3-β-D-Glc-(1 It exists in the form of ,3)-β-Glc-(1] or [-4)5~28-β-D-Glc-(1,3)-β-Glc-(1] Yeast-derived β-glucan has a structure in which the side chain extends in the form of β-(1→3)-glucan at the C6 position in the main chain of β-(1→3)-D-glucan.

따라서 본 실험에서는 보리발효추출물 유래 다당의 구조를 예측하기 위해 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I과 BF-III에 보리 유래 arabinoxylan을 가수분해하는 β-xylanase (β-1,4-xylanase), β-glucan을 가수분해하는 Lichenase (β-1,3-1,4-glucanase), starch를 가수분해하는 Amyloglucosidase (α-1,4-1,6-glucanase) 그리고 yeast 유래 β-glucan을 가수분해하는 Lyticase (β-1,3-glucanase), endo-laminarinase (endo-1,3-glucanase) 및 exo-laminarinase (exo-1,3-glucanase)를 처리하고 난 후, 가수분해된 시료를 이용하여 환원당의 양을 측정하였다.Therefore, in this experiment, in order to predict the structure of fermented barley extract-derived polysaccharides, β-xylanase (β-1,4-xylanase), β hydrolyzing barley-derived arabinoxylan to purified polysaccharides BF-I and BF-III derived from fermented barley extracts. -Lichenase (β-1,3-1,4-glucanase) that hydrolyzes glucan, Amyloglucosidase (α-1,4-1,6-glucanase) that hydrolyzes starch and β-glucan derived from yeast After treating lyticase (β-1,3-glucanase), endo-laminarinase (endo-1,3-glucanase) and exo-laminarinase (exo-1,3-glucanase), reducing sugar The amount of was measured.

그리고 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I에 각종 효소를 처리한 후, DNS법을 이용하여 환원당을 측정한 결과를 5 mg/mL의 농도에 BF-I의 흡광도를 기준으로 비교분석하였다. In addition, after treating the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract with various enzymes, the results of measuring reducing sugar using the DNS method were compared and analyzed based on the absorbance of BF-I at a concentration of 5 mg/mL.

그 결과, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 Lichenase, Lyticase, exo-laminarinase 그리고 β-Xylanase 효소를 처리한 군에서 환원당의 함량이 높게 검출되었다. 따라서 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 보리 유래 arabinoxylan, β-glucan과 yeast 유래 β-glucan으로 구성되어 있는 것이 확인되었다(도 7(A)).As a result, the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract was detected with high reducing sugar content in the group treated with Lichenase, Lyticase, exo-laminarinase, and β-Xylanase enzymes. Therefore, it was confirmed that the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract was composed of barley-derived arabinoxylan and β-glucan and yeast-derived β-glucan (Fig. 7(A)).

반면, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-III는 Amyloglucosidase 효소를 처리한 군에서 환원당이 높게 검출되었으며, Lyticase 그리고 exo-laminarinase 효소를 처리한 군에서 미량의 환원당이 검출되었다. 따라서 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-III에서 다량 검출되었던 glucose는 대부분 발효 중 amylase에 의해 분해되지 않은 limit dextrin 형태로 존재하는 starch인 것으로 추정되며, 이 중에는 yeast가 자가분해 되면서 발생된 oligo β-glucan이 소량 함유되어 있는 것으로 추정되었다(도 7(B)).On the other hand, in purified polysaccharide BF-III derived from fermented barley extract, a high level of reducing sugar was detected in the group treated with Amyloglucosidase enzyme, and a small amount of reducing sugar was detected in the group treated with lyticase and exo-laminarinase enzymes. Therefore, it is presumed that most of the glucose detected in purified polysaccharide BF-III derived from fermented barley extract is starch present in the form of limit dextrin, which is not degraded by amylase during fermentation. It was estimated that this was contained in a small amount (Fig. 7 (B)).

<1-10-2> 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 분자량 측정<1-10-2> Molecular weight measurement of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract

보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 정확한 구조를 규명하기 위하여 HPSEC를 통하여 분자량을 측정하였다. 표준물질(pullulan series)을 standard로 계산한 결과 BF-I은 약 380 kDa으로 확인되었다(도 8).In order to identify the exact structure of the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract, the molecular weight was measured through HPSEC. As a result of standard calculation of the pullulan series, BF-I was confirmed to be about 380 kDa (FIG. 8).

<1-10-3> 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 methyl화에 의한 결합양식 분석<1-10-3> Analysis of binding pattern by methylation of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract

다당의 구조 분석에 있어서 당쇄의 결합양식은 다당체의 기본 구조를 해명한다는 점에서 가장 중요한 분석으로 알려져 있다. 핵산 및 단백질은 구성분자인 nucleotide나 amino acid의 사이에 phosphodiester 결합이나 peptide 결합(amide 결합)이라는 동일한 결합양식으로 연결된 데 반하여, 다당은 구성당 사이에 1→2, 1→3, 1→4, 1→6등의 결합이 가능하며 각 탄소에서 분지된 형태로 존재할 수 있기 때문에 타 생체 분자에 비해 구조 해석이 어렵다. 그러나 결합양식의 분석은 다당의 구조 특성 규명에 있어 가장 중요한 단계이다. 당쇄 결합양식 분석에 많이 사용되는 methylation analysis는 결합에 참여하지 않은 탄소에 붙은 hydroxyl를 메틸화하고 가수분해하여 부분적으로 메틸화 된 구성당의 ring을 개환한 후, 남아있는 hydroxyl를 acetylation하여 GC-MS를 이용, fragmant ion을 분석하여 구조를 규명하는 복잡한 과정이다.In the structural analysis of polysaccharides, the binding pattern of sugar chains is known to be the most important analysis in that it elucidates the basic structure of polysaccharides. Nucleic acids and proteins are connected by the same bonding pattern of phosphodiester bond or peptide bond (amide bond) between nucleotides or amino acids, which are component molecules, whereas polysaccharides have 1→2, 1→3, 1→4, It is difficult to analyze the structure compared to other biomolecules because it can form 1→6 bonds and can exist in a branched form at each carbon. However, the analysis of the binding mode is the most important step in structural characterization of polysaccharides. Methylation analysis, which is widely used for sugar chain linkage analysis, methylates and hydrolyzes the hydroxyl attached to the carbon not participating in the linkage to open the ring of the partially methylated constituent sugar, then acetylates the remaining hydroxyl and uses GC-MS. It is a complicated process to identify the structure by analyzing the fragment ion.

본 실험에서 보리발효추출물 유래 조다당 BF-CP의 활성본체로 확인된 정제 다당 BF-I을 대상으로 결합양식을 확인하기 위해 Hakomori 방법에 의하여 (Hakomori S. A rapid permethylation of glycolipid, and polysaccharidecatalyzed by methylsulfinyl carbanion in mimethyl sulfoxide. J Biochem 1964;55:205-208) partially methylated alditol acetate (PMAA) 유도체로 전환한 후 GC-MS 분석을 행한 결과, 총 29종의 당쇄 결합이 확인되었다(도 9 및 표 2)In this experiment, in order to confirm the binding pattern of purified polysaccharide BF-I, which was identified as the active body of crude polysaccharide BF-CP derived from fermented barley extract, by the Hakomori method (Hakomori S. A rapid permethylation of glycolipid, and polysaccharidecatalyzed by methylsulfinyl Carbanion in mimethyl sulfoxide. J Biochem 1964;55:205-208) As a result of conversion to partially methylated alditol acetate (PMAA) derivative and GC-MS analysis, a total of 29 sugar chain bonds were identified (Fig. 9 and Table 2 )

보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 앞선 효소 screening에서 확인된 바와 같이 보리 유래 arabinoxylan, β-glucan 그리고 yeast 유래 β-glucan으로 구성되어 있을 것으로 추정되었으므로 그에 따른 결합이 검출될 가능성이 높게 시사되었다. 이후 결합양식을 분석한 결과, hemicellulose 유래 arabinoxylan, 보리 및 yeast 유래 β-glucan과 일부 pectin substance로 추정되는 결합이 확인된 것으로 보아 유사한 분자량을 가진 여러 다당들이 혼재되어 있을 것이라 추정하였다. 첫 번째, 보리 유래 arabinoxylan 구조의 결합양식을 살펴보면 terminal-Araf, 5-linked-Araf, 4-linked-Xylp, 3,4-linked-Xylp 및 2,3,4-linked-Xylp로 이루어져 있음을 확인하였다. 특히, terminal-Araf가 높은 비율(10.7%)로 검출되었는데 이는 arabinose가 비환원 말단에 주로 한 분자씩 짧은 형태로 존재함을 확인하였다.(표 2). 한편, xylose 잔기의 경우 비환원 말단의 xylose는 거의 검출되지 않고 4-linked Xylp가 13.9%로 높게 검출된 것으로 보아 xylose가 (1→4) 결합으로 연결된 주쇄임을 확인하였으며, 반면 3,4-branched Xylp 및 2,3,4-branched Xylp가 검출되었다. 이러한 사실은 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I에 존재하는 arabinoxylan은 주쇄(main chain)가 (1→4) 결합의 xylan 형태로 존재하며, 일부 xylose의 C3 위치 또는 C2 및 C3 위치에서 동시에 두 가닥으로 뻗어져 나가면서 arabinose가 한 분자씩 짧은 형태로 존재한다고 추정할 수 있었다. 상기 결과를 종합해보면, 보리발효추출물 유래 정제다당 BF-I에 존재하는 arabinoxylan은 xylose가 (1→4) 결합으로 연결된 주쇄(main chain)에 xylose의 C3 위치에서 한가닥 또는 C2 및 C3 위치에서 동시에 두 가닥으로 뻗어져 나가면서 (1→5)-arabinan chain이 측쇄 구조로 연결되어 존재할 것이라 추정하었다. 그러므로 이를 바탕으로 BF-1의 예상 구조를 모식화하였다(도 10).Purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract was presumed to be composed of barley-derived arabinoxylan, β-glucan, and yeast-derived β-glucan, as confirmed in the previous enzyme screening, suggesting a high possibility of detecting the binding thereto. Subsequently, as a result of analyzing the binding pattern, it was assumed that several polysaccharides with similar molecular weights were mixed, as the binding of hemicellulose-derived arabinoxylan, barley and yeast-derived β-glucan and some pectin substances were confirmed. First, looking at the binding pattern of the barley-derived arabinoxylan structure, it was confirmed that it was composed of terminal-Araf, 5-linked-Araf, 4-linked-Xylp, 3,4-linked-Xylp and 2,3,4-linked-Xylp. did In particular, terminal-Araf was detected at a high rate (10.7%), which confirmed that arabinose was present in a short form by one molecule mainly at the non-reducing terminal (Table 2). On the other hand, in the case of the xylose residue, xylose at the non-reducing end was hardly detected and 4-linked Xylp was detected as high as 13.9%, confirming that xylose is the main chain linked by (1→4) linkage. Xylp and 2,3,4-branched Xylp were detected. This fact indicates that the main chain of arabinoxylan present in purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract exists in the form of (1→4) bonded xylan, and some xylose have two strands at the C3 or C2 and C3 positions at the same time. , it was possible to infer that arabinose exists in a short form one molecule at a time. Taken together, the arabinoxylan present in the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract is a single strand at the C3 position of xylose or two strands at the C2 and C3 positions of xylose in the main chain in which xylose is linked by a (1→4) bond. It was assumed that the (1→5)-arabinan chain would be connected as a side chain structure while extending into a strand. Therefore, based on this, the predicted structure of BF-1 was modeled (FIG. 10).

두 번째, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 4-linked Glcp가 높은 비율(29.2%)로 검출되었는데, 이는 앞서 효소 screening에서 확인했듯이 starch가 아닌 보리 유래 β-glucan의 구조적 특성을 보이는 것으로 추정할 수 있었다. 또한 10.8%의 3-linked Glcp 그리고 0.4% 6-linked Glcp가 검출된 것으로 보아 이는 yeast 유래 β-glucan 형태를 이루고 있을 것이라 추정되었다. Second, refined polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract was detected at a high rate (29.2%) of 4-linked Glcp. Could. Also, since 10.8% of 3-linked Glcp and 0.4% of 6-linked Glcp were detected, it was assumed that they were in the form of yeast-derived β-glucan.

마지막으로 3,6-linked Galp가 검출 되었는데, 이는 앞선 효소 screening에서 확인하지 못했던 pectin 유래의 rhamnogalacturonan (RG)-I 측쇄에 존재하는 arabino-β-3,6-galactan이 소량 존재하는 것으로 추정되었다. 그러므로 이후, β-glucosyl Yariv reagent와의 반응성을 검토하였다.Finally, 3,6-linked Galp was detected, which was presumed to have a small amount of arabino-β-3,6-galactan present in the side chain of rhamnogalacturonan (RG)-I derived from pectin, which was not identified in the previous enzyme screening. Therefore, the reactivity with β-glucosyl Yariv reagent was examined afterwards.

Figure 112018132044579-pat00002
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Figure 112018132044579-pat00003
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보리 발효물로부터 정제된 BF-I의 메틸화 분석Methylation analysis of BF-I purified from fermented barley

<1-10-4> BF-I과 β-glucosyl Yariv reagent와의 반응성 검토<1-10-4> Review of reactivity between BF-I and β-glucosyl Yariv reagent

상기 <1-10-3>에서 methylation에서 3,6-linked Galp가 검출되었는데, 이는 pectin 유래 RG-I 구조에 존재하는 arabino-β-3,6-galactan이라 예상되었다. 그러므로 β-glucosyl Yariv reagent를 이용하여 arabino-β-3,6-galactan의 존재 유무에 관한 실험을 진행하였다.In <1-10-3>, 3,6-linked Galp was detected in methylation, which was expected to be arabino-β-3,6-galactan present in pectin-derived RG-I structure. Therefore, the presence or absence of arabino-β-3,6-galactan was tested using β-glucosyl Yariv reagent.

구체적인 방법은 하기와 같다. β­Glucosyl Yariv reagent [1,3,5-tri-(4-β-glucopyranosyl-oxyphenylazo)-2,4,6-trihydroxybenzene]는 arabinogalactan 중 II형의 arabino-β-3.6-galactan과 특이적으로 반응하여 적색 침전을 형성하는 것으로 알려져 있다. 이는 다당과 특이적으로 반응하는 유일한 발색 시약으로 알려져 있으므로 이를 이용하면 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I 획분 중의 arabino-β-3.6-galactan 구조의 존재를 명확히 할 수 있을 것으로 판단되었다. 그러므로 β-Glucosyl Yariv reagent 10 μg/mL를 함유한 0.15 M NaCl agarose 평판을 조제하고 직경 3 mm의 well을 만들어 농도별로 희석한 표준물질 gum arabic과 BF-I 1,000 μg/mL을 함유한 용액을 well에 각각 주입하고 상온에서 15시간 정치시켜 반응시킨 후, 생성된 붉은색 침전환을 관찰하여 arabino-β-3,6-galactan의 존재 유무를 관찰하였다.The specific method is as follows. βGlucosyl Yariv reagent [1,3,5-tri-(4-β-glucopyranosyl-oxyphenylazo)-2,4,6-trihydroxybenzene] reacts specifically with type II arabino-β-3.6-galactan among arabinogalactan, resulting in a red color. It is known to form precipitates. Since this is known as the only color developing reagent that specifically reacts with polysaccharide, it was judged that the existence of the arabino-β-3.6-galactan structure in the purified polysaccharide BF-I fraction derived from fermented barley extract could be clarified. Therefore, a 0.15 M NaCl agarose plate containing 10 μg/mL of β-Glucosyl Yariv reagent was prepared, a well of 3 mm in diameter was prepared, and a solution containing 1,000 μg/mL of BF-I and standard gum arabic diluted by concentration was prepared in the well. After each injection, the reaction was allowed to stand at room temperature for 15 hours, and the presence or absence of arabino-β-3,6-galactan was observed by observing the resulting red precipitate.

그 결과, 표준 arabino-β-3,6-galactan인 gum arabic은 농도 의존적으로 침전환이 증가하는 양상을 보였다. 또한 BF-I의 경우 표준물질 1000μg/mL 농도 대비 약 3.39%에 해당하는 침전환이 형성된 것이 관찰되었다(도 11). 그러므로 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I에는 보리 유래 arabinoxylan, β-glucan 및 yeast 유래 β-glucan 외에 pectin 유래 arabino-β-3,6-galactan도 일부 존재한다는 것이 확인되었다.As a result, the standard arabino-β-3,6-galactan, gum arabic, showed an increase in precipitation in a concentration-dependent manner. In addition, in the case of BF-I, it was observed that about 3.39% of precipitation conversion was formed compared to the concentration of 1000 μg/mL of the standard material (FIG. 11). Therefore, it was confirmed that in addition to barley-derived arabinoxylan and yeast-derived β-glucan, pectin-derived arabino-β-3,6-galactan was also partially present in the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract.

<1-11> β-glucosyl Yariv보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 미세구조 규명 및 활성 평가<1-11> Microstructure identification and activity evaluation of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract of β-glucosyl Yariv

앞의 실험들을 통하여 면역활성이 우수하였던 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 분자량 약 380 kDa의 비교적 정제도가 우수한 다당체였으며, 구성당 분석 및 methylation analysis를 통한 당쇄 결합 양식을 분석한 결과, 보리 유래 arabinoxylan, β-glucan 그리고 yeast 유래 β-glucan이 혼재된 형태로 존재하는 것이 확인되었다.Purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract, which had excellent immune activity through the previous experiments, was a polysaccharide with a molecular weight of about 380 kDa and relatively excellent degree of purification. It was confirmed that arabinoxylan, β-glucan, and yeast-derived β-glucan were present in a mixed form.

다당은 고분자의 특성에 기인하여 전체구조를 한번에 분석할 수 있는 방법이 개발되어 있지 않으므로, 화학적 또는 효소처리에 의해 단편을 조제하고 각 단편의 미세구조를 규명하여 최종적으로 전체 구조를 추정한 후, 각 단편의 활성을 비교하여 면역활성에 영향을 주는 주요 활성부위를 평가하는 것이 일반적이다. 그러므로 본 실험에서는 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 미세구조를 규명하기 위하여 각종 효소를 처리하여 단편화하고 이들을 정제하였다.Since polysaccharides have not been developed to analyze the entire structure at once due to the characteristics of polymers, fragments are prepared by chemical or enzyme treatment, the microstructure of each fragment is identified, and the overall structure is finally estimated. It is common to compare the activity of each fragment to evaluate the main active site that affects immune activity. Therefore, in this experiment, in order to investigate the microstructure of the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract, it was fragmented and purified by treatment with various enzymes.

<1-11-1> 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 단편획분 조제<1-11-1> Preparation of fractional fractions of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract

보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 정확한 구조를 분석하기 위하여 특이적인 효소를 처리하기 전 소량 남아있는 전분을 제거할 목적으로 BF-I을 pH 4.5 조건 하 50 mM ammonium formate buffer에 용해하고 Amyloglucosidase 100 unit을 첨가하여 50 ℃에서 48시간 배양하여 가수분해 하였다. 이후, Superdex 75 GL column을 이용하여 분획한 결과, 고분자 획분에서만 중성당이 검출되었다. 그러므로 BF-I에는 전분이 함유되어 있지 않다는 것을 재차 확인하였으며, 추후 효소처리 실험을 진행하였다.In order to analyze the exact structure of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract, BF-I was dissolved in 50 mM ammonium formate buffer under pH 4.5 conditions for the purpose of removing a small amount of remaining starch before treatment with a specific enzyme, and Amyloglucosidase 100 Unit was added and incubated at 50 ° C for 48 hours to hydrolyze. Subsequently, as a result of fractionation using a Superdex 75 GL column, neutral sugars were detected only in the polymer fraction. Therefore, it was confirmed again that BF-I did not contain starch, and enzyme treatment experiments were conducted later.

Hydrolysis I 과정의 고분자 획분을 pH 6.5 50 mM ammonium formate buffer에 용해하고 (1→4)-Xyl를 선택적으로 가수분해하는 β-Xylanase 150 unit을 첨가하여 40℃에서 48시간 배양하여 가수분해 하였다(Hydrolysis II).The polymer fraction from the Hydrolysis I process was dissolved in 50 mM ammonium formate buffer at pH 6.5, and 150 units of β-Xylanase, which selectively hydrolyzes (1→4)-Xyl, was added, followed by incubation at 40 ° C for 48 hours for hydrolysis (Hydrolysis II).

그 후, Superdex 75 GL column을 이용하여 분획한 결과, 고분자 획분 BF-I-1a와 저분자 획분 BF-I-1b 2개 획분을 얻을 수 있었다.Then, as a result of fractionation using a Superdex 75 GL column, two fractions, a high molecular fraction BF-I-1a and a low molecular fraction BF-I-1b, could be obtained.

Hydrolysis II 과정을 통해 저분자 oligo당(BF-I-1b)이 제거되고 남은 보리발효추출물 유래 BF-I-1a를 pH 7.0 조건의 0.1 M potassium phosphate buffer에 용해하고 (1→3)-Glc를 선택적으로 가수분해하는 Lyticase 100 unit을 첨가하여 30℃에서 48시간 배양하여 가수분해 하였다(Hydrolysis III).After the low molecular weight oligosaccharide (BF-I-1b) is removed through the Hydrolysis II process, the remaining BF-I-1a derived from fermented barley extract is dissolved in 0.1 M potassium phosphate buffer at pH 7.0, and (1→3)-Glc is selectively 100 units of lyticase hydrolyzed were added and hydrolyzed by incubation at 30 ° C for 48 hours (Hydrolysis III).

그 후, Superdex 75 GL column을 이용하여 분획한 결과, 고분자 획분 BF-I-2a, 저분자 획분 BF-I-2b와 BF-I-2c 3개 획분을 얻을 수 있었다.Then, as a result of fractionation using a Superdex 75 GL column, it was possible to obtain three fractions: high molecular fraction BF-I-2a, low molecular fraction BF-I-2b and BF-I-2c.

Hydrolysis III 과정을 통해 저분자 oligo당(BF-I-2b, BF-I-2c)이 제거되고 남은 보리발효추출물 유래 BF-I-2a를 pH 7.0 50 mM ammonium formate buffer에 용해하고 (1→3)(1→4)-glucan을 선택적으로 가수분해하는 Lichenase 100 unit을 첨가하여 60℃에서 48시간 배양하여 가수분해 하였다(Hydrolysis IV).Low-molecular-weight oligosaccharides (BF-I-2b, BF-I-2c) were removed through Hydrolysis III, and the remaining BF-I-2a derived from fermented barley extract was dissolved in pH 7.0 50 mM ammonium formate buffer (1→3). (1→4)-glucan was hydrolyzed by adding 100 units of Lichenase, which selectively hydrolyzes, and incubated at 60°C for 48 hours (Hydrolysis IV).

그러나, Superdex 75 GL column을 이용하여 분획하고, 중성당 및 pentose를 측정한 결과, 고분자 획분에서만 중성당과 pentose가 검출되어 Lichenase는 효소작용이 일어나지 않아 이를 모두 회수하였다.However, as a result of fractionation using a Superdex 75 GL column and measurement of neutral sugars and pentoses, neutral sugars and pentoses were detected only in the polymer fraction, so that the enzymatic action of Lichenase did not occur and all of them were recovered.

Hydrolysis IV 과정에서 Lichenase 효소 작용이 일어나지 않아 전량 회수한 BF-I-2a를 pH 6.5, 50 mM ammonium formate buffer에 용해하고 arabino-β-(3,6)-galactan 구조의 (1→3)-galactan을 선택적으로 가수분해하는 galactan-β-(1,3)-galactosidase 1 unit을 첨가하여 50℃에서 48시간 배양하여 가수분해 하였다(Hydrolysis V).During Hydrolysis IV, Lichenase enzyme action did not occur, so the entire amount of BF-I-2a recovered was dissolved in pH 6.5, 50 mM ammonium formate buffer, and arabino-β-(3,6)-galactan structured (1→3)-galactan was obtained. 1 unit of galactan-β-(1,3)-galactosidase that selectively hydrolyzes was added and incubated at 50°C for 48 hours to hydrolyze (Hydrolysis V).

그 후, Superdex 75 GL column을 이용하여 분획한 결과, 고분자 획분 BF-I-3a와 저분자 획분 BF-I-3b 2개 획분을 얻을 수 있었다(도 12).Then, as a result of fractionation using a Superdex 75 GL column, two fractions, a high molecular fraction BF-I-3a and a low molecular fraction BF-I-3b, could be obtained (FIG. 12).

상기 기재된 각 가수분해 과정을 통해 회수한 모든 단편획분은 탈염 및 동결건조를 행하여 추후 구조분석에 이용하였다.All the fractions recovered through each hydrolysis process described above were desalted and lyophilized and used for structural analysis later.

<1-11-2> 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I 단편획분의 구성당 분석<1-11-2> Constituent sugar analysis of purified polysaccharide BF-I fraction derived from fermented barley extract

상기 <1-11-1>에서 각 가수분해 과정을 통해 회수한 단편획분(BF-I-1a~BF-I-3b)의 구성당분석을 수행하였다. Constituent sugar analysis was performed on the fragment fractions (BF-I-1a to BF-I-3b) recovered through each hydrolysis process in <1-11-1>.

Hydrolysis II 과정에서 회수한 BF-I-1b의 구성당 분석을 행한 결과, arabinose (34.6%)와 xylose (53.7%)가 검출된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 β-Xylanase에 의해 arabinoxylan이 분해되었다는 것을 시사한다 (표 3).As a result of analyzing the constituent sugars of BF-I-1b recovered in the Hydrolysis II process, it was confirmed that arabinose (34.6%) and xylose (53.7%) were detected, suggesting that arabinoxylan was decomposed by β-Xylanase. (Table 3).

Hydrolysis III 과정에서 회수된 고분자 획분 BF-I-2a의 구성당 분석을 행한 결과, glucose의 함량이 5.7%로 매우 낮게 검출된 것으로 보아 대부분의 glucose가 hydrolysis III 과정에서 분획된 것으로 판단되었다. 반면, arabinose (31.3%), galactose (30.1%) 및 xylose (10.3%)가 다량으로 구성되어 있는 것으로 보아 아직 hydrolysis II 과정에서 분해되지 못한 고도로 분지된 arabinoxylan이 남아있는 것으로 추정되며, galactose는 앞서 검출되었던 arabino-β-3,6,-galactan이 arabinoxylan과 β-glucan 같은 분자들이 제거되면서 두드러진 것으로 판단되었다(표 3).As a result of analyzing the constituent sugars of the polymeric fraction BF-I-2a recovered in the hydrolysis III process, the glucose content was detected as very low as 5.7%, suggesting that most of the glucose was fractionated in the hydrolysis III process. On the other hand, since it is composed of large amounts of arabinose (31.3%), galactose (30.1%), and xylose (10.3%), it is presumed that highly branched arabinoxylan that has not yet been degraded in the hydrolysis II process remains, and galactose was previously detected. Arabino-β-3,6,-galactan was judged to be prominent as molecules such as arabinoxylan and β-glucan were removed (Table 3).

또한, hydrolysis III 과정에서 회수한 BF-I-2b와 BF-I-2c의 구성당 분석을 행한 결과, BF-I-2c 획분은 glucose의 함량이 96.9%인 것으로 보아 Lyticase에 의해 (1→3) 결합의 glucose가 분해되어 저분자화되어 나타난 것으로 판단되었다. 그러나 BF-I-2b는 Lyticase를 처리했음에도 불구하고 glucose (9.6%)의 함량은 낮고 arabinose (38.3%)와 xylose (25.3%)가 다량으로 검출되었는데 이는 hydrolysis II 과정에서 oligo당으로 분해되지 못하고 저분자 형태의 arabinoxylan이 효소처리에 의한 비특이적 가수분해로 인해 hydrolysis III 과정에서 분획된 것으로 판단되었다(표 3).In addition, as a result of analyzing the constituent sugars of BF-I-2b and BF-I-2c recovered in the hydrolysis III process, the BF-I-2c fraction was found to have a glucose content of 96.9%, and was converted by lyticase (1→3 ) It was judged that the glucose of the bond was degraded and appeared as a low molecular weight. However, in BF-I-2b, despite treatment with lyticase, the content of glucose (9.6%) was low and large amounts of arabinose (38.3%) and xylose (25.3%) were detected. It was determined that the form of arabinoxylan was fractionated in the hydrolysis III process due to non-specific hydrolysis by enzyme treatment (Table 3).

Hydrolysis V 과정에서 회수한 BF-I-3a와 BF-I-3b의 구성당 분석을 행한 결과, BF-I-3b의 경우 galactose (53.7%)와 arabinose (32.4%)로 주로 이루어져 있는 것으로 보아 galactan-β-(1,3)-galactosidase 효소에 의해 type II arabino-β-3,6,-galactan의 branch 부분이 일부 가수분해된 것으로 확인되었다.As a result of analyzing the constituent sugars of BF-I-3a and BF-I-3b recovered from the Hydrolysis V process, in the case of BF-I-3b, it was found to be mainly composed of galactose (53.7%) and arabinose (32.4%), indicating that galactan It was confirmed that the branch part of type II arabino-β-3,6,-galactan was partially hydrolyzed by -β-(1,3)-galactosidase enzyme.

반면, BF-I-3a의 경우 arabinose (28.5%), galactose (26.0%)와 mannose(20.6%)로 구성되어 있는 것으로 보아 여전히 arabinogalactan의 일부가 남아 있는 것으로 추정되었다.On the other hand, since BF-I-3a was composed of arabinose (28.5%), galactose (26.0%) and mannose (20.6%), it was presumed that some arabinogalactan still remained.

이후, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 단편획분 BF-I-2a와 BF-I-3a는 β-glucosyl Yariv reagent를 이용하여 typle II arabino-β-3,6-galactan의 존재 유무에 관한 실험을 진행하였다.Subsequently, the fractions BF-I-2a and BF-I-3a of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract were tested for the presence or absence of type II arabino-β-3,6-galactan using β-glucosyl Yariv reagent. experiment was conducted.

Figure 112018132044579-pat00004
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효소 가수분해물로부터 수득된 BF-I 및 그 유래 획분들의 단당류 조성Monosaccharide composition of BF-I and its derived fractions obtained from enzymatic hydrolysate

<1-11-3> 보리발효추출물 유래 단편획분의 β-glucosyl Yariv reagent와의 반응성 검토<1-11-3> Examination of reactivity of fractions derived from fermented barley extract with β-glucosyl Yariv reagent

Hydrolysis III 과정에서 회수한 단편획분 BF-I-2a와 BF-I-3a의 구성당 분석 결과, galactose가 다량으로 검출되었다. 그러므로 β-glucosyl Yariv reagent를 이용하여 arabino-β-3,6-galactan의 존재 유무를 확인하였다.As a result of component sugar analysis of the fractions BF-I-2a and BF-I-3a recovered in the Hydrolysis III process, galactose was detected in large amounts. Therefore, the presence or absence of arabino-β-3,6-galactan was confirmed using β-glucosyl Yariv reagent.

구체적인 방법은 하기와 같다. β-Glucosyl Yariv reagent 10 μg/mL를 함유한 0.15 M NaCl agarose 평판을 조제하고 직경 2.5 mm의 well을 만들어 농도별로 희석한 표준물질 gum arabic과 시료 1,000 μg/mL을 함유한 용액을 well에 각각 주입하고 상온에서 15시간 정치시켜 반응시킨 후, 생성된 붉은색 침전환을 관찰하여 arabino-β-3,6-galactan의 존재 유무를 관찰하였다.The specific method is as follows. Prepare a 0.15 M NaCl agarose plate containing 10 μg/mL of β-Glucosyl Yariv reagent, make wells with a diameter of 2.5 mm, and inject solutions containing diluted standard gum arabic and sample 1,000 μg/mL into each well. After reaction was allowed to stand at room temperature for 15 hours, the presence or absence of arabino-β-3,6-galactan was observed by observing the resulting red precipitate.

표준 arabino-β-3,6-galactan인 gum arabic은 농도 의존적으로 침전환이 증가하는 양상을 보여 주었으며, BF-I-2a의 경우 표준물질의 약 22.04%에 해당하는 침전환 형성이 관찰되었다(도 13). 이는 앞선 보리발효추출물 유래 정제다당 BF-I에서 나타난 3.39%의 침전환 형성보다 약 7배 증가한 결과였다. 따라서 BF-I-2a에는 pectin 유래 arabino-β-3,6-galactan이 존재한다는 것을 재차 확인할 수 있었다.Gum arabic, a standard arabino-β-3,6-galactan, showed a concentration-dependent increase in precipitate, and in the case of BF-I-2a, formation of a precipitate equivalent to about 22.04% of the standard material was observed ( Figure 13). This was a result of about 7 times higher precipitate formation than 3.39% of the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract. Therefore, it was confirmed again that pectin-derived arabino-β-3,6-galactan was present in BF-I-2a.

반면, BF-I-3a의 경우 표준물질 1000 μg/mL 대비 약 7.24%에 해당하는 침전환 형성이 관찰되어 BF-I-2a보다 침전환이 적게 나타났다. 이는 Hydrolysis IV 과정에서 galactan-β-(1,3)-galactosidase 효소에 의해 가수분해되고 남아 있는 arabino-β-3,6-galactan만이 침전환으로 형성되었기 때문에 나타난 결과로 판단되었다(도 13).On the other hand, in the case of BF-I-3a, the formation of a precipitate equivalent to about 7.24% compared to 1000 μg / mL of the standard material was observed, showing less precipitation than BF-I-2a. This was judged to be a result of hydrolysis by the galactan-β-(1,3)-galactosidase enzyme in Hydrolysis IV and only the remaining arabino-β-3,6-galactan was formed by precipitation (FIG. 13).

<1-11-4> 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I 단편획분의 MALDI-TOF 분석<1-11-4> MALDI-TOF analysis of purified polysaccharide BF-I fragments derived from fermented barley extract

Hydrolysis 과정에서 회수한 저분자 oligo당 단편획분의 정확한 분자량 확인 및 구조 예측을 위하여 MALDI-TOF (positive ion mode) 분석을 수행하였다.MALDI-TOF (positive ion mode) analysis was performed to accurately confirm the molecular weight and predict the structure of the fragments per small molecular weight oligosaccharide recovered from the hydrolysis process.

Hydrolysis II 과정에서 회수한 단편획분 BF-I-1b의 MALDI-TOF를 통한 분자량 측정결과, 여러 종류의 분자량 peak가 관찰되었다. 측정된 spectrum에서 확인된 여러 종류의 분자량 peak는 대부분 pentose 잔기의 분자량 132의 차이를 보이는 것으로 확인되었으며, 가장 작은 분자량으로 검출된 m/z 437의 분자량은 3개의 pentose (P)에 [P = (132*3)+18]에 Na+ 이온 (MW: 23)이 부가된 것으로 판단되었다. 또한 m/z 437 분자량에 pentose 잔기가 1개씩 차례로 첨가된(+132) m/z 569, 701, 833…2945 peak가 관찰되었으며 이는 [P4+Na]+, [P5+Na]+, [P6+Na]+부터 최대 [P22+Na]+에 해당되는 분자량이다. 이 때 [P3+Na]+는 Fig. 14에 표기된 바와 같이 xylose 주쇄로만 연결된 경우와 xylose 주쇄에 1개의 arabinose가 측쇄로 연결된 경우 등 여러 경우의 수로 arabinoxylan이 존재할 것으로 추정되어 구조를 예측할 수 있었다(도 14).As a result of molecular weight measurement through MALDI-TOF of the fraction BF-I-1b recovered in the Hydrolysis II process, several kinds of molecular weight peaks were observed. Most of the various molecular weight peaks identified in the measured spectrum were confirmed to show a difference in molecular weight 132 of the pentose residue, and the molecular weight of m / z 437 detected as the smallest molecular weight was three pentose (P) [P = ( 132*3)+18] was judged to have added Na+ ions (MW: 23). In addition, m/z 569, 701, 833 . 2945 peaks were observed, which are the molecular weights corresponding to [P4+Na]+, [P5+Na]+, and [P6+Na]+ to the maximum of [P22+Na]+. At this time, [P3+Na]+ is shown in Fig. As shown in Fig. 14, the number of cases where arabinoxylan was linked only to the xylose main chain and the case where one arabinose was linked to the xylose main chain as a side chain was estimated to be present and the structure was predicted (FIG. 14).

MALDI-TOF 측정 결과, spectrum에서 검출된 분자량은 모두 [P+Na]+ 형태로 존재할 것으로 추정되었으며, 이를 확인하기 위하여 MALDI-TOF/TOF를 측정하여 daughter fragment ions 분석을 수행하였다.As a result of MALDI-TOF measurement, it was estimated that all molecular weights detected in the spectrum were in the form of [P+Na]+. To confirm this, daughter fragment ions analysis was performed by measuring MALDI-TOF/TOF.

[P+Na]+ 형태의 nonasaccharide m/z 1229 ion을 대상으로 daughter fragment ions 분석을 수행하였다. 그 결과, m/z 1229, 1097, 965, 833, 701 및 569 ion들이 발견되었으며, 이들은 -132 (pentose) 차이를 보이면서 nonasaccharide[P9+Na]+에서부터 tetrasaccharide[P4+Na]+ 형태까지 유리되어 나가는 것으로 보아 pentose 만으로 구성되어 있음을 재차 확인할 수 있었다. 상기 결과로, 앞선 결과에서 추정하였던 바와 같이 보리 유래 arabinoxylan이 가수분해되어 oligo당 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있었다(도 15).Daughter fragment ions analysis was performed for [P+Na]+ nonasaccharide m/z 1229 ions. As a result, m/z 1229, 1097, 965, 833, 701 and 569 ions were found, and they were released from nonasaccharide[P9+Na]+ to tetrasaccharide[P4+Na]+ form with -132 (pentose) difference. It was confirmed again that it was composed only of pentose. As a result, it was confirmed that barley-derived arabinoxylan was hydrolyzed and existed in the form of an oligosaccharide, as estimated in the previous results (FIG. 15).

Hydrolysis III 과정에서 회수한 단편획분 BF-I-2c의 MALDI-TOF (positive ion mode)를 통한 분자량 측정결과, 여러 종류의 분자량 peak가 관찰되었다. 측정된 spectrum에서 확인된 여러 종류의 분자량 peak는 대부분 hexose 잔기의 분자량 162의 차이를 보이는 것으로 확인되었으며, 가장 작은 분자량으로 검출된 m/z 527의 분자량은 3개의 hexose (H)에 [H = (162*3)+18]에 Na+ 이온 (MW: 23)이 부가된 것으로 판단되었다. 또한 m/z 527 분자량에 hexose 잔기가 1개씩 차례로 첨가된(+162) m/z 689, 851, 1013…2309 peak가 관찰되었으며 이는 [H4+Na]+, [H5+Na]+, [H6+Na]+부터 최대 [H14+Na]+에 해당되는 분자량이다(도 16). 보리 유래 β-glucan은 linear한 구조를 이루고 있으며 yeast 유래 β-glucan은 linear한 β-(1→3)-D-glucan 주쇄에 β-(1→3)-D-glucan 주쇄에 C6 위치에서 β-(1→3)-glucan 형태로 측쇄가 뻗어져 나가는 구조를 이루고 있으므로 [H3+Na]+의 구조는 linear한 형태 또는 glucose 주쇄에 1분자의 glucose가 측쇄로 연결된 경우 등의 형태로 존재할 것으로 추정되어, 이로부터 구조를 예측할 수 있었다.As a result of molecular weight measurement through MALDI-TOF (positive ion mode) of the fraction BF-I-2c recovered in the Hydrolysis III process, several kinds of molecular weight peaks were observed. Most of the various molecular weight peaks identified in the measured spectrum were confirmed to show a difference in the molecular weight of 162 of the hexose residue, and the molecular weight of m / z 527 detected as the smallest molecular weight was three hexose (H) [H = ( 162*3)+18] was judged to have added Na+ ions (MW: 23). In addition, m/z 689, 851, 1013 . 2309 peak was observed, which is the molecular weight corresponding to [H4+Na]+, [H5+Na]+, [H6+Na]+ to the maximum [H14+Na]+ (FIG. 16). Barley-derived β-glucan has a linear structure, and yeast-derived β-glucan has a linear β-(1→3)-D-glucan main chain with β-(1→3)-D-glucan at the C6 position. Since the side chain extends in the form of -(1→3)-glucan, the structure of [H3+Na]+ is expected to exist in a linear form or when one molecule of glucose is linked to the glucose main chain through a side chain. estimated, from which the structure could be predicted.

MALDI-TOF 측정 결과, spectrum에서 검출된 분자량은 모두 [H+Na]+ 형태로 존재할 것으로 추정되었으며, 이를 확인하기 위하여 MALDI-TOF/TOF를 측정하여 daughter fragment ions 분석을 수행하였다. 구체적으로 [H+Na]+ 형태의 hexasaccharide m/z 1013 ion을 대상으로 daughter fragment ions 분석을 수행하였다. As a result of MALDI-TOF measurement, it was estimated that all molecular weights detected in the spectrum were in the form of [H+Na]+. To confirm this, daughter fragment ions analysis was performed by measuring MALDI-TOF/TOF. Specifically, daughter fragment ions analysis was performed for [H+Na]+ type hexasaccharide m/z 1013 ion.

그 결과, m/z 851, 688, 527 및 365 ion들이 발견되었으며, 이들은 -162 (hexose) 차이를 보이면서 hexasaccharide[P6+Na]+에서부터 trisaccharide[P3+Na]+ 형태까지 유리되어 나가는 것으로 보아 hexose 만으로 구성되어 있음을 재차 확인할 수 있었다(도 17). 앞선 결과에서 추정하였던 바와 같이 보리 또는 yeast 유래 β-glucan이 가수분해되어 oligo당 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있는 결과였다.As a result, m/z 851, 688, 527, and 365 ions were found, and they were released from hexasaccharide[P6+Na]+ to trisaccharide[P3+Na]+ forms with -162 (hexose) differences, indicating that they are hexose It was confirmed again that it was composed of only (FIG. 17). As estimated from the previous results, it was a result that confirmed that barley or yeast-derived β-glucan was hydrolyzed and existed in the form of an oligosaccharide.

Hydrolysis V 과정에서 회수한 단편획분 BF-I-3b의 MALDI-TOF (positive ion mode)를 통한 분자량 측정결과, 여러 종류의 분자량 peak가 관찰되었다. 측정된 spectrum에서 확인된 여러 종류의 분자량 peak는 pentose(-132)와 hexose(-162) 잔기의 분자량 차이를 보이는 것으로 확인되었으며, 가장 작은 분자량으로 검출된 m/z 497의 분자량은 1개의 pentose(P)와 2개의 hexose (H)로, [ 132(P)+(162(H)*2)+18(H2O)]에 Na+ 이온 (MW: 23)이 부가된 것으로 판단되었다. As a result of molecular weight measurement through MALDI-TOF (positive ion mode) of the fraction BF-I-3b recovered in the Hydrolysis V process, several molecular weight peaks were observed. Several types of molecular weight peaks identified in the measured spectrum were confirmed to show a difference in molecular weight between pentose (-132) and hexose (-162) residues, and the molecular weight of m/z 497 detected as the smallest molecular weight was 1 pentose (-162). P) and two hexoses (H), it was determined that Na+ ions (MW: 23) were added to [ 132(P)+(162(H)*2)+18(H2O)].

또한 m/z 497 분자량에 pentose 잔기와 hexose 잔기가 1개씩 번갈아 가며 차례로 추가된 m/z 791, 953, 1085…3599 peak가 관찰되었으며 이는 [2P+3H+Na]+, [2P+4H+Na]+, [3P+4H+Na]+부터 최대 [11P+13H+Na]+에 해당되는 분자량이다(도 18). In addition, m/z 791, 953, 1085 . 3599 peaks were observed, which is the molecular weight corresponding to [2P+3H+Na]+, [2P+4H+Na]+, [3P+4H+Na]+ to the maximum [11P+13H+Na]+ (FIG. 18 ).

따라서 위의 결과로부터 BF-I-3b는 type II arabino-β-3,6-galactan이 가수분해되어 저분자화 되었다는 것이 최종 확인되었으며, galactose 말단에 붙어 있는 arabinose가 검출되어 hexose 형태인 galactose와 pentose 형태인 arabinose가 번갈아 가면서 나타난 것으로 판단되었다.Therefore, from the above results, it was finally confirmed that type II arabino-β-3,6-galactan was hydrolyzed to low molecular weight in BF-I-3b. It was judged that the phosphorus arabinose appeared alternately.

<1-11-5> 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I 단편획분의 methyl화에 의한 결합양식 분석<1-11-5> Analysis of binding patterns by methylation of purified polysaccharide BF-I fragments derived from fermented barley extract

보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 구조분석 결과, 정제 다당 BF-I은 보리 유래 arabinoxylan, β-glucan, yeast 유래 β-glucan 그리고 pection 유래 acabinogalactan이 존재할 것으로 추정되었다. 그러므로 이에 대한 구조를 규명하고자 상기 다당 BF-I을 미세구조로 만들기 위해 연속적인 효소 가수분해를 통하여 단편획분을 제조하였다.As a result of structural analysis of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract, it was assumed that barley-derived arabinoxylan and β-glucan, yeast-derived β-glucan, and pection-derived acabinogalactan were present. Therefore, in order to identify the structure thereof, a fractional fraction was prepared through continuous enzymatic hydrolysis to make the polysaccharide BF-I into a microstructure.

앞서 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I을 methylation 분석한 결과, 총 29종의 당쇄 결합이 확인되어 이를 기초로 정제 다당 BF-I 단편획분의 methylation 결과를 비교 분석하였다.As a result of methylation analysis of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract, a total of 29 sugar chain bonds were identified.

그 결과, Hydrolysis II 과정에서 분획된 BF-I-1a와 BF-I-1b는 각각 28종과 11종의 당쇄 결합이 확인되었으며, Hydrolysis III 과정에서 분획된 BF-I-2a, BF-I-2b와 BF-I-2c는 각각 28종, 24종 및 12종의 당쇄 결합이 확인되었다. Hydrolysis V 과정에서 분획된 BF-I-3a와 BF-I-3b는 각각 27종 및 19종의 당쇄 결합이 확인되었다. 분석된 당쇄 결합의 수는 큰 차이를 보이지 않지만 peak의 면적에는 큰 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다(도 19, 표 4).As a result, 28 and 11 sugar chain bonds were identified in BF-I-1a and BF-I-1b fractionated in Hydrolysis II, respectively, and BF-I-2a and BF-I-1b fractionated in Hydrolysis III 2b and BF-I-2c were found to have 28, 24 and 12 sugar chain bonds, respectively. BF-I-3a and BF-I-3b fractionated in the Hydrolysis V process identified 27 and 19 sugar chain bonds, respectively. Although the number of analyzed sugar chain bonds did not show a significant difference, it was confirmed that a significant difference was observed in the area of the peak (FIG. 19, Table 4).

이후 결합양식을 분석한 결과, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I 단편획분은 효소처리에 따라 결합양식과 함량에 차이가 나타났다. Subsequently, as a result of analyzing the binding mode, the purified polysaccharide BF-I fragment fraction derived from fermented barley extract showed a difference in binding mode and content according to enzyme treatment.

먼저, hydrolysis II 과정에서 분리된 BF-I-1a와 BF-I-1b의 결합양식을 분석한 결과, β-Xylanase 처리에 의해 oligo당 형태로 가수분해된 BF-I-1b는 대부분 arabinose와 xylose로 구성되어 있었으며, 고분자 형태의 단편획분 BF-I-1a에서는 arabinose와 xylose 결합양식의 함량이 급격히 감소되는 것으로 보아 β-Xylanase 처리에 의해 arabinoxylan이 효소에 의해 가수분해 되어 저분자화 되었으나, 소량 부분은 가수분해되지 못하고 BF-I-1a에 여전히 남아 있는 것으로 판단되었다.First, as a result of analyzing the binding form of BF-I-1a and BF-I-1b separated in the hydrolysis II process, most of BF-I-1b hydrolyzed in oligosaccharide form by β-Xylanase treatment showed arabinose and xylose It was composed of β-Xylanase, and arabinoxylan was enzymatically hydrolyzed to low molecular weight by β-Xylanase treatment, as the content of arabinose and xylose binding forms was rapidly reduced in the fractional fraction BF-I-1a in the form of a polymer. It was judged to remain in BF-I-1a without being hydrolyzed.

따라서 앞서 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 methylation 결과에서 추정하였듯이 보리 유래 arabinoxylan은 β-(1→4)-xylan 주쇄에 C3 혹은 C2, C3 위치에서 arabinose가 분지를 이루고 있을 것으로 최종 확인되었다. Therefore, as estimated from the methylation results of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extracts, it was finally confirmed that arabinoxylan derived from barley has an arabinose branch at the C3, C2, or C3 position of the β-(1→4)-xylan backbone.

이후, hydrolysis III 과정에서 분리된 BF-I-2a, BF-I-2b 및 BF-I-2c의 결합양식을 분석한 결과, Lyticase 처리에 의해 oilgo당 형태로 가수분해된 BF-I-2c는 대부분 glucose로 구성되어 있었다. 특히, terminal-Glcp(30.3%), 3-linked-Glcp(25.1%) 및 4-linked-Glcp(39.5%)의 결합양식이 주로 검출된 것으로 보아 β-(1→3)(1→6)-D-glucan 형태의 yeast 유래 β-glucan과 β-(1→3)(1→4)-D-glucan 형태의 보리 유래 β-glucan 형태의 linear한 구조가 존재함을 추정할 수 있었다(표 4).Subsequently, as a result of analyzing the binding patterns of BF-I-2a, BF-I-2b and BF-I-2c separated in the hydrolysis III process, BF-I-2c hydrolyzed into oilgo sugar form by lyticase treatment was It was mostly composed of glucose. In particular, as the binding patterns of terminal-Glcp (30.3%), 3-linked-Glcp (25.1%) and 4-linked-Glcp (39.5%) were mainly detected, β-(1→3)(1→6) -D-glucan form of yeast-derived β-glucan and β-(1→3)(1→4)-D-glucan form of barley-derived β-glucan were assumed to have a linear structure (Table 4).

이러한 결과로부터 hydrolysis III 과정에 사용한 Lyticase는 yeast 유래 β-glucan의 β-1,3 결합뿐만 아니라 보리 유래 β-glucan의 β-1,3 결합도 가수분해가 가능하여 단편획분 BF-I-2c에서 4-linked Glcp가 다량으로 검출되었다고 판단되었다.From these results, the lyticase used in the hydrolysis III process can hydrolyze not only the β-1,3 linkage of yeast-derived β-glucan but also the β-1,3 linkage of barley-derived β-glucan. It was judged that 4-linked Glcp was detected in large amount.

단편획분 BF-I-2b의 결합양식을 분석한 결과, hydrolysis II 과정에서 oligo당 형태로 가수분해된 BF-I-1b와 유사하게 arabinose와 xylose의 함량이 높게 검출되었다. 이는 고도로 분지된 arabinoxylan이 효소처리에 의한 비특이적인 가수분해로 인해 BF-I-1a에 남아 있다가 hydrolysis III 과정에서 분획된 것으로 판단되었다.As a result of analyzing the binding pattern of the fraction BF-I-2b, similarly to BF-I-1b hydrolyzed in the form of an oligosaccharide during hydrolysis II, high contents of arabinose and xylose were detected. It was judged that the highly branched arabinoxylan remained in BF-I-1a due to non-specific hydrolysis by enzyme treatment and was fractionated during hydrolysis III.

단편획분 BF-I-2a의 결합양식을 분석한 결과, 구성당 결과와 동일하게 galactose와 arabinose의 함량이 높게 검출되었으며, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I이나 단편획분 BF-I-1a에 비해 galactose의 함량이 두드러지게 높아졌다. 특히 pectin 유래 arabino-β-3,6-galactan 구조의 특징인 3,6-linked Galp의 함량이 증가되어 이는 앞선 β-Glucosyl Yariv reagent 결과와 일치하였으며, β-Xylanase 및 Lyticase에 의해 arabinoxylan이나 β-glucan이 제거되면서 두드러진 것으로 판단되었다.As a result of analyzing the binding pattern of the fragment fraction BF-I-2a, the contents of galactose and arabinose were detected as high as in the result of the constituent sugars, and compared to the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract or the fraction fraction BF-I-1a. The content of galactose was markedly increased. In particular, the content of 3,6-linked Galp, which is a characteristic of the pectin-derived arabino-β-3,6-galactan structure, was increased, which was consistent with the previous β-Glucosyl Yariv reagent results. It was judged to be prominent as the glucan was removed.

Hydrolysis V 과정에서 분리된 oligo당 형태로 가수분해된 단편획분 BF-I-3b의 경우 arabinose와 galactose가 주로 이루어져 있었으며, 특히 terminal-Araf(25.3%), 3-linked Galp(8.1%), 6-linked Galp(13.8%) 및 3,6-linked Galp(29.1%)의 결합양식이 관찰되었다(표 4).In the case of the hydrolyzed fraction BF-I-3b in the form of an oligosaccharide separated in the process of Hydrolysis V, arabinose and galactose were mainly composed, especially terminal-Araf (25.3%), 3-linked Galp (8.1%), 6- Binding patterns of linked Galp (13.8%) and 3,6-linked Galp (29.1%) were observed (Table 4).

위 결과들을 종합해보면 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 보리 유래의 고도로 분지된 arabinoxylan (9.4%), β-glucan (35.0%), pectin 유래 arabino-β-3,6-galactan (7.0%)과 yeast 유래 linear한 β-glucan (6.0%)이 혼재된 형태로 존재할 것이라 최종 판단되었다(표 4).In summary, the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract contained highly branched arabinoxylan (9.4%) and β-glucan (35.0%) derived from barley and arabino-β-3,6-galactan (7.0%) derived from pectin. It was finally determined that yeast-derived linear β-glucan (6.0%) would exist in a mixed form (Table 4).

따라서 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I을 미세구조 규명을 위해 분석을 수행한 결과들, 즉 조제된 단편획분들의 구성당 분석, methylation analysis, MALDI-TOF 분석결과들을 모두 종합해 보면 BF-I은 도 20에서 모식화한 구조가 혼재되어 있는 구조로 최종 확인되었다.Therefore, the analysis results of the purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract to identify the microstructure, that is, the constituent sugar analysis of the prepared fragments, methylation analysis, and MALDI-TOF analysis results, are all combined to reveal BF-I was finally confirmed as a structure in which the structures modeled in FIG. 20 were mixed.

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효소 가수분해물로부터 수득된 BF-I 및 그 단편의 글라이코실(glycosy.) 결합 분석 Analysis of glycosylation of BF-I and its fragments obtained from enzymatic hydrolysates

<1-12> 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I 단편획분의 active moiety 평가를 위한 대식세포 자극 활성 비교<1-12> Comparison of macrophage stimulating activity for evaluation of active moiety of purified polysaccharide BF-I fragment derived from fermented barley extract

이전의 실험들에서 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I은 macrophage를 자극하여 각종 cytokine 생산을 유도함으로써 면역기능을 높이는 사실이 확인되었다. 그러므로 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 보리 유래 arabinoxylan, β-glucan, yeast 유래 β-glucan 및 pectin 유래 arabino-β-3,6-galactan 구조상의 어떤 부분이 면역활성에 공헌하는지 확인하기 위하여 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 연속 효소 처리에 의해 얻어진 단편획분을 대상으로 IL-6, IL-12 및 TNF-α 생산 활성을 평가하였다. In previous experiments, it was confirmed that purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract enhances immune function by stimulating macrophages to induce the production of various cytokines. Therefore, barley-derived arabinoxylan, β-glucan, yeast-derived β-glucan, and pectin-derived arabino-β-3,6-galactan structural parts of purified polysaccharide BF-I derived from barley fermented extract were identified to contribute to the immune activity of barley. Production activities of IL-6, IL-12, and TNF-α were evaluated for fractions obtained by continuous enzymatic treatment of purified polysaccharide BF-I derived from fermentation extract.

평가 방법은 하기와 같다. 쥐(murine) 복막 마크로파지 (2.0×105cells/well)이 여러가지 농도들의 BF-I 및 그 하위 획분들(subfractoins)로 96-웰 플레이트에서 24 시간 동안 처리되었다. 배지 내 사이토카인의 농도는 ELISA 키트에 의하여 결정되었다. 1 μg/ml 리포폴리사카라이드(lipopolysaccharide) (LPS)가 양성 대조군(PC, positive control)로 사용되었고 배지만으로 사용된 군이 음성 대조군(NC, negative control)으로 사용되었다.The evaluation method is as follows. Murine peritoneal macrophages (2.0×10 5 cells/well) were treated with various concentrations of BF-I and its subfractoins in a 96-well plate for 24 hours. The concentration of cytokines in the medium was determined by ELISA kit. 1 μg/ml lipopolysaccharide (LPS) was used as a positive control (PC, positive control) and the group used only with the medium was used as a negative control (NC, negative control).

그 결과, 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I에 β-Xylanase를 처리하여 얻어진 고분자 획분 BF-I-1a와 저분자 획분 BF-I-1b의 경우, 일부 arabinoxylan이 제거된 BF-I-1a는 BF-I과 비교하여 약간 낮은 IL-6, IL-12와 TNF-α의 생산자극활성을 보였으며, oligo당 형태의 저분자 획분 BF-I-1b는 1000 μg/mL의 고농도에서만 cytokine 생산 자극 활성을 보여주었다(도 21).As a result, in the case of high molecular fraction BF-I-1a and low molecular weight fraction BF-I-1b obtained by treating purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract with β-Xylanase, BF-I-1a from which some arabinoxylan was removed was BF-I-1a. Compared to -I, it showed slightly lower IL-6, IL-12 and TNF-α production stimulating activity, and oligosaccharide type low molecular weight fraction BF-I-1b showed cytokine production stimulating activity only at a high concentration of 1000 μg/mL. showed (Fig. 21).

만약 BF-I에 존재하는 arabinoxylan이 활성에 공헌하지 않았다면, arabinoxylan이 일부 제거되어 β-glucan의 함량이 증가된 BF-I-1a 획분의 cytokine 생산 자극 활성이 증가할 것이다. 하지만 β-Xylanase 처리를 통해 arabinoxylan을 제거한 BF-I-1a의 활성이 BF-I과 비교하였을 때, 활성이 일부 감소된 것으로 보아 arabinoxylan이 활성에 일부 공헌하고 있으며, β-glucan 또한 활성에 공헌하는 것으로 판단되었다.If arabinoxylan present in BF-I did not contribute to the activity, the cytokine production-stimulating activity of the BF-I-1a fraction, in which the content of β-glucan was increased due to partial removal of arabinoxylan, would increase. However, when compared to BF-I, the activity of BF-I-1a after removing arabinoxylan through β-Xylanase treatment showed that the activity was partially reduced, suggesting that arabinoxylan contributes to the activity and β-glucan also contributes to the activity. It was judged to be

단편획분 BF-I-1a에 β-glucan을 제거할 목적으로 Lyticase로 재차 처리하여 얻어진 BF-I-2a, BF-I-2b와 BF-I-2c를 처리한 결과, 100 μg/mL 이하의 농도에서는 IL-6, IL-12와 TNF-α의 생산 자극 활성이 현저히 감소하는 것이 확인되었다(도 21).As a result of treating BF-I-2a, BF-I-2b, and BF-I-2c obtained by re-processing the fraction BF-I-1a with lyticase for the purpose of removing β-glucan, It was confirmed that the production stimulating activity of IL-6, IL-12 and TNF-α was significantly reduced at the concentration (FIG. 21).

따라서 BF-I-1a와 비교하여 β-glucan이 제거된 BF-I-2a에서 cytokine 생산 자극 활성이 감소된 것으로 보아, 앞서 BF-I-1a의 활성에서 추정하였듯이 β-glucan이 활성에 공헌하는 것이 재차 확인되었으며, BF-I-2a의 활성이 남아있는 것은 구성당 분석에서 확인된 바와 같이 고도로 분지되어 가수분해되지 못한 arabinoxylan에 기인하는 것으로 판단되었다(도 21).Therefore, compared to BF-I-1a, the cytokine production stimulation activity was reduced in BF-I-2a from which β-glucan was removed. It was confirmed again, and the remaining activity of BF-I-2a was determined to be due to highly branched and unhydrolyzed arabinoxylan, as confirmed in the constituent sugar analysis (FIG. 21).

또한, 단편획분 BF-I-2b와 BF-I-2c의 경우, 100 μg/mL의 농도에서 native 다당인 BF-I과 유사정도 내지는 약간 낮은 IL-6, IL-12와 TNF-α의 생산 자극 활성을 보였으나, 100 μg/mL 이하의 농도에서는 그 활성이 거의 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다(도 21).In addition, in the case of fraction BF-I-2b and BF-I-2c, at a concentration of 100 μg/mL, the production of IL-6, IL-12 and TNF-α was similar to or slightly lower than that of the native polysaccharide BF-I. Although stimulatory activity was shown, it was confirmed that the activity was almost absent at concentrations of 100 μg/mL or less (FIG. 21).

따라서 구성당 분석에서 확인된 바와 같이 BF-I-2b는 저분자 형태로 남아있는 arabinoxylan이 일부 활성을 나타내는 것으로 판단되며, BF-I-2c는 oligo당 형태의 β-glucan이 상대적으로 낮지만 활성에 공헌하는 것으로 판단되었다.Therefore, as confirmed in the constituent sugar analysis, in BF-I-2b, arabinoxylan remaining in a low-molecular form is judged to show some activity, and in BF-I-2c, although the oligosaccharide form of β-glucan is relatively low, it is not active. was judged to be contributing.

단편획분 BF-I-3a와 BF-I-3b의 경우, 100 μg/mL의 농도에서도 IL-6, IL-12와 TNF-α의 생산능이 거의 나타나지 않았다. 이는 β-(1,3)-galactosidase에 의해 arabino-β-(3,6)-galactan의 (1→3)-galactan 부분이 가수분해 되면서 활성이 낮아진 것이라 판단되어 pectin 유래 arabino-β-(3,6)-galactan도 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 면역활성에 공헌할 것이라 확인되었다(도 21).In the case of the fractional fractions BF-I-3a and BF-I-3b, even at a concentration of 100 μg/mL, little IL-6, IL-12, and TNF-α production ability was observed. It is judged that the activity is lowered as the (1→3)-galactan part of arabino-β-(3,6)-galactan is hydrolyzed by β-(1,3)-galactosidase. ,6)-galactan was also confirmed to contribute to the immune activity of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract (FIG. 21).

상기 결과들을 통해 보리발효추출물 유래 정제 다당 BF-I의 면역 자극 활성은 보리 유래 arabinoxylan, β-glucan, yeast 유래 β-glucan 및 pectin 유래 arabinogalactan이 공유하여 면역활성에 기인하는 것으로 최종 확인되었다.Through the above results, it was finally confirmed that the immunostimulatory activity of purified polysaccharide BF-I derived from fermented barley extract was due to the immune activity shared by arabinoxylan and β-glucan derived from barley, β-glucan derived from yeast and arabinogalactan derived from pectin.

<실험예 2><Experimental Example 2>

<2-1> 체액성 면역 활성 효능 평가<2-1> Evaluation of activity of humoral immunity

<2-1-1> 항체 생산 증진능 평가<2-1-1> Evaluation of antibody production enhancing ability

항체생산을 위한 항원으로 ovalbumin(OVA)을 사용하였다. 각 항원에 대한 항체의 생산을 위하여 6주령의 BALB/c 마우스를 사용하였다. 보리발효추출물의 활성성분 인 BF-I의 항체 생산에 미치는 효과를 검토하기 위하여 항원 OVA(10 μg/mouse) 단독 혹은 BF-I을 혼합하여 면역하였다. BF-I의 투여량은 500, 50, 5 μg/mouse로 하였다. 항원의 면역역시 adjuvant로 두 군 모두 aluminium hydroxide (1 mg/mouse)를 혼합하여 면역하였다. 각 면역원은 2주 간격으로 총 2회 피하면역 하였고, 최종면역 1주일 후에 항혈청을 수집하였다. 항혈청의 수집은 boosting 면역 5일 후에 후 각 마우스로부터 채혈한 혈액으로부터 혈청을 분리하여 준비하였으며, 항체가의 측정 시까지 -20℃에 보관하였다. 혈청에 존재하는 항원(OVA)에 대한 총 항체가의 측정은 ELISA법으로 측정하였다. Flat-bottomed microtiter plate의 각 well에 50 μg/ml의 각 항원을 well 당 100 μl씩 분주하고 항원의 coating을 위하여 4℃에서 16시간 동안 부착시켰다. PBS-Tween 20(0.05%; PBST)으로 각 well을 3회 세척 후에 3% skim milk를 이용하여 blocking하고 PBST로서 다시 세척하였다. 준비한 각각의 항원에 대한 혈청을 100배부터 2배 희석법으로 희석하여 각 well에 첨가하고 2시간 동안 상온에서 반응시켰다. ELISA plate를 세척 후에 마우스 면역그로부린(mouse Ig)에 peroxidase가 표지(conjugation)된 2차항체(HRP-conjugated goat anti mouse IgAM)을 희석하여 각 well에 첨가 후, 상온에서 1시간 반응시켰다. 발색을 위한 기질로 TMB 용액을 사용하였으며 2N 황산을 첨가하여 반응을 정지시킨 후 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. Ovalbumin (OVA) was used as an antigen for antibody production. For the production of antibodies for each antigen, 6-week-old BALB/c mice were used. In order to examine the effect of BF-I, an active ingredient of fermented barley extract, on antibody production, immunization was performed with antigen OVA (10 μg/mouse) alone or in combination with BF-I. The dose of BF-I was 500, 50, or 5 µg/mouse. Both groups were immunized with a mixture of aluminum hydroxide (1 mg/mouse) as an adjuvant for antigen immunization. Each immunogen was subcutaneously immunized twice at 2-week intervals, and antisera were collected one week after the final immunization. Antiserum collection was prepared by separating serum from the blood collected from each mouse after 5 days of boosting immunization, and stored at -20 ° C until the measurement of the antibody titer. The total antibody titer against the antigen (OVA) present in serum was measured by ELISA method. 100 μl of each antigen at 50 μg/ml was dispensed per well in each well of a flat-bottomed microtiter plate and attached for 16 hours at 4° C. for antigen coating. After washing each well three times with PBS-Tween 20 (0.05%; PBST), blocking using 3% skim milk and washed again with PBST. Serum for each prepared antigen was diluted from 100-fold to 2-fold dilution, added to each well, and reacted at room temperature for 2 hours. After washing the ELISA plate, a secondary antibody (HRP-conjugated goat anti mouse IgAM) conjugated with peroxidase to mouse immunoglobulin (mouse Ig) was diluted and added to each well, followed by reaction at room temperature for 1 hour. A TMB solution was used as a substrate for color development, and after stopping the reaction by adding 2N sulfuric acid, absorbance was measured at 450 nm.

2차면역 후 혈청으로부터 총 항체가를 조사하였다. 외래물질이 숙주에 들어오면 숙주는 항원에 대항하기 위하여 항원특이적인 면역반응을 유도하며, 이 면역반응은 항원의 종류에 따라서 항체 생산에 의한 체액성 및 세포독성 T-세포가 관여하는 세포성 면역반응을 유도하게 된다. 본 실험에 사용한 항원 OVA는 항체 생산 실험에서 다양하게 사용하는 단백질 항원이다. After the secondary immunization, the total antibody titer was examined from serum. When a foreign substance enters the host, the host induces an antigen-specific immune response to counter the antigen, and this immune response is a cellular immune response involving humoral and cytotoxic T-cells by antibody production depending on the type of antigen. will induce a reaction. The antigen OVA used in this experiment is a protein antigen widely used in antibody production experiments.

그 결과, OVA 단독면역의 경우와 5, 50 및 500 μg을 동시에 투여한 결과 50 μg의 동시투여가 가장 높은 항체 생산 효과를 보여 50 μg이 마우스에서 항체가를 높이는 적정농도인 것이 확인되었다(도 22). 따라서 보리 발효물로부터 얻은 다당체 성분은 단백질 항원과 동시 면역시 항체가를 높이는 면역증강활성 (adjuvant activity)가 있는 것으로 판단되었다..As a result, as a result of simultaneous administration of 5, 50, and 500 μg as in the case of OVA monoimmunization, simultaneous administration of 50 μg showed the highest antibody production effect, and it was confirmed that 50 μg is the appropriate concentration to increase the antibody titer in mice (Fig. 22). Therefore, the polysaccharide component obtained from fermented barley was judged to have an adjuvant activity that increases the antibody titer upon simultaneous immunization with a protein antigen.

Adjuvant(면역증강제)는 면역세포의 기능을 조절하여 특이 항원에 대한 면역자극활성을 유도함으로서 궁극적으로 항원 특이적인 체액 (humoral) 및 세포성(cellular) 면역증강활성을 유도케 하는 물질로서 adjuvant 개념이 도입되고 난 후 지금까지 100여년 동안 여러 가지 adjuvant formulation에 대한 연구가 진행되어 왔으나, 임상에 적용 가능한 물질로는 항원의 저장작용에 의해 면역증강활성이 유도되는 aluminium함유 화합물(alum)이 유일하다. 그러나 alum은 항원에 따라 활성의 유도에 많은 차이를 나타내어 폭넓은 응용이 어렵고, 일부항원에 대해서는 알레르기를 유도하는 IgE 항체를 과잉생산하며, 주로 체액성 면역증강 활성만을 유도하는 단점을 가지고 있어, 효과적으로 백신에 적용하기 위하여 alum을 대치할 새로운 물질의 개발이 요구되고 있다. 특히,β-glucan과 같은 다당체 물질은 B 및 T 세포에 대한 mitogen 활성의 유도와 함께 경구투여에서도 높은 활성을 나타냄으로서 동물뿐만 아니라 인간에 적용하기 위한 임상실험이 진행 중에 있어 차세대 adjuvant로서 주목받고 있다. 따라서 보리발효추출물로부터 얻은 다당체는 여러 항원에 대한 면역증강제로의 응용가능성이 있을 것으로 판단된다.Adjuvant is a substance that induces immunostimulatory activity against a specific antigen by regulating the function of immune cells, ultimately inducing antigen-specific humoral and cellular immune enhancing activity. Since its introduction, studies on various adjuvant formulations have been conducted for more than 100 years, but the only clinically applicable substance is an aluminium-containing compound (alum), in which immune enhancing activity is induced by antigen storage. However, alum exhibits many differences in induction of activity depending on the antigen, making it difficult to apply widely, and has the disadvantage of overproducing IgE antibodies that induce allergy for some antigens and inducing mainly only humoral immunity enhancing activity. In order to apply to vaccines, the development of new substances to replace alum is required. In particular, polysaccharide substances such as β-glucan induce mitogen activity on B and T cells and show high activity even when administered orally, and are attracting attention as a next-generation adjuvant as clinical trials for application to animals as well as humans are in progress. . Therefore, the polysaccharide obtained from the fermented barley extract is expected to be applicable as an immune enhancer for various antigens.

<2-1-2> Th1/Th2 타입 면역반응 활성화능 평가<2-1-2> Evaluation of Th1/Th2 type immune response activation ability

OVA 특이적인 항체의 생산에서 adjuvant로서 BF-I가 T 세포에 미치는 영향을 T 세포 배양상등액에 생산된 항원 특이적인 Th1-type 및 Th2-type cytokine의 양을 측정함으로 조사하였다. The effect of BF-I on T cells as an adjuvant in the production of OVA-specific antibodies was investigated by measuring the amounts of antigen-specific Th1-type and Th2-type cytokines produced in the T cell culture supernatant.

10 μg의 OVA를 단독 혹은 BF-I을 면역마우스 혹은 정상마우스로부터 비장을 취하여 세포의 농도가 3×106/well이 되도록 조정 후, 24-well culture plate에 분주하였다. 비장세포가 분주된 각 well에 항원 최종농도 10 μg/mL의 OVA를 동시에 첨가하고 37℃, 5% CO2 incubator에서 72시간 배양시켰다. 배양완료 후 원심분리(900 rpm/10 min)에 의하여 배양상등액을 준비하였으며 cytokine의 측정 시까지 -80℃에 저장하였다. 비장세포 배양상등액에 유도된 IL-2, IFN-γ, IL-4, GM-CSF 및 IL-10 등의 cytokine의 측정은 각 cytokine에 대한 ELISA kit을 이용하여 조사하였다. 10 μg of OVA alone or BF-I was taken from immunized mice or spleens from normal mice, the concentration of cells was adjusted to 3×10 6 /well, and then dispensed into a 24-well culture plate. OVA with an antigen final concentration of 10 μg/mL was simultaneously added to each well in which splenocytes were dispensed and incubated for 72 hours in a 37°C, 5% CO2 incubator. After completion of the culture, the culture supernatant was prepared by centrifugation (900 rpm/10 min) and stored at -80°C until cytokine measurement. Cytokines such as IL-2, IFN-γ, IL-4, GM-CSF, and IL-10 induced in the spleen cell culture supernatant were measured using an ELISA kit for each cytokine.

항체 생산과 관련된 cytokine의 조절능력은 주로 T-세포가 생산하는 cytokine들에 의하여 결정된다. Th1-type cytokine은 B 세포가 IgG2 type의 항체를 생산하는데 관여하며 Th2-type cytokine은 주로 IgG1 type의 항체를 생산하는 B 세포로의 분화를 촉진하는 것으로 보고되고 있다. The regulatory ability of cytokines related to antibody production is mainly determined by cytokines produced by T-cells. Th1-type cytokine is reported to be involved in the production of IgG2 type antibodies by B cells, and Th2-type cytokines promote differentiation into B cells that mainly produce IgG1 type antibodies.

그 결과, 항원 OVA와 BF-I를 혼합하여 면역한 마우스는 항원 단독면역군의 마우스에 비하여 실험에 적용한 Th1-type인 IFN-γ를 유의하게 증진시키는 활성이 있으며, 대표적인 Th2-type인 IL-4, IL-5 및 IL-10의 생산 활성은 낮추는 기능이 있는 것으로 확인되었다(도 23). 이러한 경향은 모두 BF-I의 농도 의존적인 경향을 보임으로 BF-1에 의한 항체생산과 관련된 adjuvant 효과는 주로 Th1 type cytokine의 증진 및 Th2 type cytokine의 생산을 낮추는 기능에 의한 것으로 조사되었다.As a result, mice immunized with a mixture of antigens OVA and BF-I had an activity that significantly increased IFN-γ, a Th1-type applied to the experiment, compared to mice in the antigen-only immunization group, and a typical Th2-type, IL- 4, it was confirmed that the production activity of IL-5 and IL-10 has a function of lowering (FIG. 23). Since all of these tendencies were concentration-dependent of BF-I, the adjuvant effect related to antibody production by BF-1 was mainly due to the enhancement of Th1 type cytokine and the function of lowering the production of Th2 type cytokine.

결론적으로 본 실험 결과, BF-I는 단백질 항원에 대한 항체 생산과 일부 세포성 면역계에 대하여 adjuvant 활성이 있는 것으로 조사되었고, 그 반응은 항원제시세포의 항원제시능을 증진시킴으로서 이후 Th1 및 Th2-type의 면역반응을 활성화시키는 작용을 하는 것으로 판단되었다.In conclusion, as a result of this experiment, it was investigated that BF-I has an adjuvant activity against the production of antibodies against protein antigens and some cellular immune systems. It was judged to act by activating the immune response of

<2-1-3> 항체의 isotype 결정<2-1-3> Determination of antibody isotype

외래물질이 숙주에 들어오면 숙주는 항원에 대항하기 위하여 항원 특이적인 면역반응을 유도하며, 이 면역반응은 크게 두 가지 즉, 체액성 및 세포성면역계로 구분할 수 있다. 본 실험에서는 BF-I의 단백질 항원 OVA에 대한 체액성면역 증진효과를 BSA에 대한 항체 생산능으로 조사하였다. 면역글로브린 IgG의 subisotype의 분석은 마우스 면역글로브린의 각 subisotype에 대한 특이적인 2차 항체 (peroxidase-conjugated rabbit anti-mouse IgG1, G2a 및 G2b, Zymed, USA)를 이용하는 ELISA법으로 조사하였다. When a foreign substance enters the host, the host induces an antigen-specific immune response to counter the antigen, and this immune response can be largely divided into two types, that is, the humoral and cellular immune systems. In this experiment, the humoral immunity enhancing effect of BF-I against the protein antigen OVA was investigated by its ability to produce antibodies against BSA. Analysis of subisotypes of immunoglobulin IgG was investigated by ELISA using secondary antibodies (peroxidase-conjugated rabbit anti-mouse IgG1, G2a and G2b, Zymed, USA) specific for each subisotype of mouse immunoglobulin.

먼저, Flat-bottomed microtiter plate의 각 well에 50 μg/㎖의 각 항원을 well 당 100 ㎕씩 분주하고 항원의 coating을 위하여 4℃에서 16시간 동안 부착시켰다. PBS-Tween 20으로 각 well을 3회 세척 후에 3% BSA를 이용하여 blocking하고 PBST로서 다시 세척하였다. 준비한 각각의 항원에 대한 혈청을 적정하게 희석(IgG1: 400 배, IgG2a/b : 100배)하여 각 well에 첨가하고 2시간 동안 상온에서 반응시켰다. 면역글로브린 subisotype의 분석은 마우스 면역글로브린의 각 subisotype에 대한 특이적인 2차 항체 (peroxidase-conjugated rabbit anti-mouse IgG1, G2a 및 G2b, Zymed, USA)를 이용하여 ELISA로 조사하여 수행하였다. IgE 항체의 경우, IgE 항체에 특이성을 가지는 ELISA kit를 이용하여 조사하였다. 발색을 위한 기질로써 TMB 용액을 사용하였으며, 2N H2SO4을 첨가하여 반응을 정지시킨 후 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. First, 100 μl of each antigen at 50 μg/ml was dispensed per well in each well of a flat-bottomed microtiter plate and attached for 16 hours at 4° C. for antigen coating. After washing each well three times with PBS-Tween 20, blocking using 3% BSA and washed again with PBST. Serum for each prepared antigen was appropriately diluted (IgG1: 400 times, IgG2a/b: 100 times), added to each well, and reacted at room temperature for 2 hours. Immunoglobulin subisotype analysis was performed by ELISA using specific secondary antibodies (peroxidase-conjugated rabbit anti-mouse IgG1, G2a and G2b, Zymed, USA) for each subisotype of mouse immunoglobulin. In the case of IgE antibody, it was investigated using an ELISA kit having specificity for IgE antibody. TMB solution was used as a substrate for color development, and after stopping the reaction by adding 2N H2SO4, absorbance was measured at 450 nm.

OVA에 대한 항체가 조사 결과, IgG1 type의 항체가는 항원단독 면역에 비하여 50 ug의 BF-I을 동시에 투여한 결과 일부 높은 항체 생산을 보였고, IgG2a는 군간의 차이가 없었으나, IgG2b의 경우는 항원단독에 비하여 BF-I을 동시에 투여한 군에서 높은 항체 생산효과를 보였다. 일반적으로 IgG2 type의 항체는 주로 Th1 성향의 cytokine에 의하여 생산되고, IgG1 및 IgE type의 항체가는 Th2 타입 cytokine에 의하여 생산되는 것으로 보고되고 있다. 따라서 BF-I 성분은 항원에 대한 면역반응의 유도시 IFN 생산과 같은 Th1 면역 반응을 자극하는 기능이 있고 IL-4 및 IL-5와 같은 Th2 type 사이토카인의 생산을 억제하는 기능을 함으로서 특히 알레르기 반응을 유도하는 항체인 IgE 항체의 생산을 억제하는 활성이 있는 것으로 판단되었다 (도 24).As a result of examining the antibody titer against OVA, the antibody titer of IgG1 type showed some higher antibody production as a result of simultaneous administration of 50 ug of BF-I compared to antigen-only immunization. There was no difference between groups for IgG2a, but in the case of IgG2b Compared to the single group, the group simultaneously administered with BF-I showed a higher antibody production effect. In general, it has been reported that IgG2 type antibodies are mainly produced by Th1-type cytokines, and IgG1 and IgE type antibody titers are produced by Th2-type cytokines. Therefore, the BF-I component has the function of stimulating the Th1 immune response, such as IFN production, when the immune response to the antigen is induced, and the function of suppressing the production of Th2 type cytokines, such as IL-4 and IL-5. It was judged to have an activity to inhibit the production of IgE antibody, which is an antibody that induces a reaction (FIG. 24).

<2-2> 세포성 면역 활성능 평가<2-2> Evaluation of cellular immune activity

<2-2-1> 종양백신의 면역에 의한 항종양 활성 평가<2-2-1> Evaluation of antitumor activity by immunization of tumor vaccines

암의 제거를 위하여 유효한 면역반응을 유도하는 항원에 대한 본질은 아직 밝혀지지 않고 있다. 그러나 Carcinogen에 의하여 암의 유도 후, 그 암을 다시 동일 숙주에 이식한 경우, 암이 제거된 실험결과는 암에 대하여 숙주가 암을 제거할 수 있는 면역반응의 유도 가능성을 제시하였다. 또한 악성종양의 극복을 위한 연구결과 암세포가 스스로 면역반응을 유도한다는 것은 인정되고 있으나, 현재까지 확실한 항종양 면역을 유도하는 종양항원의 실체 및 방법에 대한 논란은 계속되고 있다. 즉, 항종양활성의 유도를 위하여 종양백신의 면역에 의한 면역요법의 개발을 위한 여러 연구에서 일부 유효한 활성 유효한 항 종양면역능의 유도에 기인된 종양의 예방 및 치료효과가 인정되고 있으나, 아직 임상에서 실질적으로 유효하게 적용하는 방법은 개발되어 있지 않다. 종양의 면역요법이 실패하고 있는 가장 중요한 이유는 그들의 낮은 면역원성을 포함하는 종양세포 자신의 면역회피기전에 의하는 것으로 알려져 있다. 즉, 암세포 자신은 class I- 및 II-MHC 발현이 억제되어 있음으로 MHC를 이용한 항원제시가 이루어지지 않고, 종양항원이 있다 하더라도 CD4+CD25+ 조절 T 세포의 작용에 의하여 종양에 대한 CTL 및 helper T cell의 기능을 방해하며, 종양세포 혹은 T세포로부터 생산되는 TGF-β와 같은 면역억제 cytokine을 생산함으로서 생체 면역계의 종양에 대한 면역반응을 억제함으로서 암에 대한 작동세포의 살해기전을 무능화 시키는 것으로 알려져 있다. 악성 종양의 치료 혹은 예방을 위한 종양백신의 유도기전에서 proffesional APC인 denditic cell (DC)의 항원제시능과 macrophage의 역할은 종양면역의 유도단계에서 가장 중요한 요소로 간주되고 있다. 현재, 여러 연구자들은 in vitro에서 DC 혹은 macrophage와 종양백신으로서 살해된 암세포(apoptotic or nectotoc tumor cell)을 동시 배양시킨 후, 이들을 담암숙주에 면역함으로서 종양의 증식 및 전이에 유의한 억제활성을 유도하고 있다. 결국 앞서 언급한 종양의 면역 회피기전은 종양항원을 제시하기 위한 강력한 항원제시세포를 이용하여 극복할 수 있음을 암시하는 것이고, 결국 항종양면역을 유도하기 위한 암 항원의 제시능을 극대화하기 위하여 여러 adjuvant를 이용하는 노력도 진행되고 있다. 이러한 노력은 궁극적으로 낮게 발현된 암 항원의 면역원성을 높이려는 노력이며, 여러 연구결과는 종양백신의 임상에의 적용을 위한 활성 및 작동기전 연구에 중요한 기초연구가 되고 있다. 따라서 종양항원의 효과적인 면역반응의 유도를 위하여 항원제시능의 증진과 관련한 면역증강제(adjuvant)의 개념의 접목은 종양세포가 가지는 고유의 악성종양 항원의 규명과 함께 항종양면역의 유도에 가장 중요한 요소로 판단된다. The nature of an antigen that induces an effective immune response for the removal of cancer has not yet been identified. However, when the cancer is transplanted into the same host again after induction of cancer by carcinogen, the experimental results in which the cancer is removed suggest the possibility of inducing an immune response in the host that can remove the cancer. In addition, as a result of research for overcoming malignant tumors, it is recognized that cancer cells induce an immune response by themselves. In other words, in several studies for the development of immunotherapy by immunization of tumor vaccines for the induction of antitumor activity, some effective activities have been recognized for the prevention and treatment of tumors due to the induction of effective antitumor immunity. A method of practically effective application has not been developed. It is known that the most important reason why tumor immunotherapy fails is due to the immune evasion mechanism of tumor cells themselves, including their low immunogenicity. That is, since cancer cells themselves have suppressed class I- and II-MHC expression, antigen presentation using MHC is not performed, and even if tumor antigens are present, CTLs and helper T cells against tumors are activated by the action of CD4+CD25+ regulatory T cells. It is known to disable the killing mechanism of cancer effector cells by inhibiting the immune response to tumors of the body's immune system by interfering with cell functions and producing immunosuppressive cytokines such as TGF-β produced from tumor cells or T cells. have. In the induction mechanism of tumor vaccines for the treatment or prevention of malignant tumors, the antigen presenting ability of denditic cells (DC), which are proffesional APCs, and the role of macrophages are regarded as the most important factors in the induction stage of tumor immunity. Currently, several researchers co-cultivate DCs or macrophages and cancer cells (apoptotic or nectotoc tumor cells) killed as tumor vaccines in vitro, and then induce significant inhibitory activity on tumor proliferation and metastasis by immunizing them to cancer-bearing hosts. have. Ultimately, this implies that the above-mentioned immune evasion mechanism of tumors can be overcome by using strong antigen-presenting cells to present tumor antigens. Efforts to use adjuvants are also underway. These efforts are ultimately efforts to increase the immunogenicity of low-expressed cancer antigens, and several research results have become important basic studies for the study of the activity and mechanism of action of tumor vaccines for clinical application. Therefore, in order to induce an effective immune response of tumor antigens, the grafting of the concept of an adjuvant related to the enhancement of antigen presentation ability is the most important factor in inducing antitumor immunity along with the identification of malignant tumor antigens inherent in tumor cells. judged by

<2-1>에서 단백질 항원에 대하여 항체생산과 관련된 adjuvant 활성이 입증된 BF-I을 이용하여 종양백신에 대하여 세포성 면역증강 활성이 유도되는지 여부를 확인하고자 이후 실험을 진행하였다. BF-I의 세포성 면역증강 효과는 제조한 종양백신과 동시면역 후 살아있는 암세포를 접종하는 종양전이 모델에 적용하여 종양전이 억제능을 조사하여 평가하였다. 먼저 EMEM 배지에서 성장된 colon26-M3.1 carcinoma를 수집을 위하여 배양 중인 세포를 trypsin-EDTA를 이용하여 세포를 분리 후, 배양배지를 넣고 1회, 그 후 PBS를 넣고 3회 세척함으로서 FBS 성분을 제거하였다. 종양백신의 제조는 세포 (1×107/ml)를 PBS에 현탁 후 액체 질소를 이용하여 급속 냉동 및 해동 과정을 3회 반복하였다. 제조된 종양백신은 -70℃에 보관하였고, F/T 백신으로 칭하였다. BF-I의 세포성 면역증강기능을 조사하기 위하여 각 백신을 BF-I과 혼합하여 면역 후, colon26-M3.1 carcinoma를 이용하는 실험동물 종양전이 모델을 이용한 종양전이 억제효과로 검토하였다. 준비된 F/T 종양백신의 면역을 위하여 5×105 cells/mouse로 피하면역을 하였다. BF-I은 투여량은 앞서 체액성 면역 반응에서 BF-I의 적정농도는 50 내지 500 μg이었기에 그 중간적 농도인 200 μg으로 정하고 각 백신과 혼합하여 면역하였다. 면역원은 2주 간격으로 2회 면역하였으며 최종면역 2주일 후 암세포를 혈관주사하였다. 1종양 접종 14일 후에 마우스를 희생시키고 종양의 표적기관인 폐를 적출하여 Bouin's 용액에서 전이된 종양을 고정시킨 후, 종양의 군집 수를 측정하였다. In <2-1>, the adjuvant activity related to antibody production against protein antigens was demonstrated using BF-I, and a subsequent experiment was conducted to confirm whether or not the cellular immunity enhancement activity was induced for the tumor vaccine. The cellular immunity enhancing effect of BF-I was evaluated by examining the tumor metastasis suppression ability by applying it to a tumor metastasis model in which living cancer cells are inoculated after coimmunization with the prepared tumor vaccine. First, in order to collect colon26-M3.1 carcinoma grown in EMEM medium, cultured cells are separated using trypsin-EDTA, then culture medium is added and washed once, then PBS is added and washed three times to remove the FBS component. Removed. To prepare the tumor vaccine, the cells (1×10 7 /ml) were suspended in PBS, followed by rapid freezing and thawing using liquid nitrogen three times. The prepared tumor vaccine was stored at -70°C and was referred to as F/T vaccine. In order to investigate the cellular immunity enhancing function of BF-I, each vaccine was mixed with BF-I and immunized, and the tumor metastasis inhibitory effect was examined using an experimental animal tumor metastasis model using colon26-M3.1 carcinoma. For immunization with the prepared F/T tumor vaccine, subcutaneous immunization was performed with 5×10 5 cells/mouse. Since the appropriate concentration of BF-I in the humoral immune response was 50 to 500 μg, the dose of BF-I was set at an intermediate concentration of 200 μg and immunized by mixing with each vaccine. The immunogen was immunized twice at 2-week intervals, and cancer cells were intravascularly injected 2 weeks after the final immunization. 14 days after the tumor inoculation, the mice were sacrificed, the lungs, the target organs of the tumors, were removed, and the metastasized tumors were fixed in Bouin's solution, and then the number of tumor clusters was measured.

실험 결과, F/T 백신을 면역한 경우, 백신단독으로 종양대조군에 비하여 약 48.9%의 유의한 종양전이 억제 활성을 보였으며, BF-I을 동시에 투여한 결과 68.5%의 억제효과를 보여 BF-I는 종양백신의 면역시 면역증강효과가 있는 결과를 보였다(표 5). 항종양 면역의 유도를 위한 종양백신의 면역에 의한 동물실험에 의한 연구에서 F/T cell lysates와 같은 necrotic cell은 macrophage를 활성화시킴으로서 TNF-α, IL-1 및 IL-6와 같은 cytokines를 생산시키며, 이들 백신에 노출된 macrophage의 능동면역은 in vivo에서 종양의 예방뿐 아니라 치료적으로 종양의 증식을 유의하게 억제하였다고 보고하였다. 즉, 종양면역의 유도를 위하여 가장 중요한 요인은 종양세포에 대한 작동세포로서 세포성 면역계인 세포독성 T 세포의 활성화를 유도하기 위한 항원제시세포의 항원제시능(성숙)의 획득으로 알려져 있다. BF-I이 선천면역계에 미치는 효과에 대한 시험 결과 BF-I은 in vitro에서 대식세포로부터 항원 특이적인 면역증강활성의 유도에서 중요한 사이토카인으로 인정되는 TNF-α 및 IL-12와 같은 사이토카인을 유도함으로서 항원 특이적인 면역증강 활성의 유도를 위한 항원제시능을 높이는 작용이 있다는 것이 확인되었다. 따라서 표 5의 F/T 백신 면역에서 BF-I에 의한 종양전이 억제효과에 의하여 BF-I이 F/T 백신에 의해 유도되는 종양면역을 증가시키는 adjuvant 활성이 있다는 것을 확인하였다.As a result of the experiment, when immunized with the F/T vaccine, the vaccine alone showed a significant tumor metastasis inhibitory activity of about 48.9% compared to the tumor control group. I showed the result of an immune enhancing effect upon immunization with a tumor vaccine (Table 5). In animal studies by immunization of tumor vaccines for the induction of antitumor immunity, necrotic cells such as F/T cell lysates activate macrophages to produce cytokines such as TNF-α, IL-1 and IL-6, , reported that active immunity of macrophages exposed to these vaccines not only prevented tumors in vivo, but also significantly inhibited tumor proliferation therapeutically. That is, it is known that the most important factor for inducing tumor immunity is the acquisition of antigen presenting ability (maturation) of antigen presenting cells to induce the activation of cytotoxic T cells, which are cellular immune systems as effector cells for tumor cells. As a result of tests on the effect of BF-I on the innate immune system, BF-I inhibits cytokines such as TNF-α and IL-12, which are recognized as important cytokines in inducing antigen-specific immune enhancing activity from macrophages in vitro. It was confirmed that by induction, there is an effect of increasing the antigen presenting ability for the induction of antigen-specific immune-enhancing activity. Therefore, it was confirmed that BF-I has adjuvant activity to increase tumor immunity induced by F/T vaccine by the inhibitory effect of BF-I on tumor metastasis in F/T vaccine immunity in Table 5.

Figure 112018132044579-pat00007
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종양 백신의 면역화에 있어 종양 전이에 BF-I이 미치는 영향Effects of BF-I on tumor metastasis in immunization of tumor vaccines

<2-2-2> CTL 활성 평가<2-2-2> Evaluation of CTL activity

종양에 대한 성공적인 면역능의 획득을 위하여 전문적 항원제시세포(professional antigen presenting cell; APC)인 dendritic cell (DC) 또는 macrophage에 의한 종양세포 포식(phagocytosis), 가공(processing) 및 T 세포에 대한 항원제시(antigen presenting)는 종양면역의 유도단계에서 필수적인 요소이다. 즉, 항원제시세포의 항원제시능의 증진에 의한 종양 살해활성을 가지는 CTL의 생산은 종양면역의 유도에서 가장 중요한 요소이며, 따라서 APC의 활성화 기능을 가진 adjuvant의 도입은 종양세포가 가지는 고유의 악성종양 항원의 규명과 함께 항종양면역의 유도에 가장 중요한 요소로 여겨진다. In order to obtain successful immunity against tumors, tumor cell phagocytosis by dendritic cell (DC) or macrophage, which is a professional antigen presenting cell (APC), processing and antigen presentation to T cells ( Antigen presenting) is an essential element in the induction phase of tumor immunity. In other words, the production of CTL with tumor-killing activity by enhancing the antigen-presenting ability of antigen-presenting cells is the most important factor in inducing tumor immunity. Therefore, the introduction of an adjuvant with an APC activating function is the intrinsic malignancy of tumor cells. It is considered the most important factor in inducing anti-tumor immunity along with the identification of tumor antigens.

동물실험 결과에 대한 해석의 하나로 F/T 백신과 BF-I의 혼합 투여 시 면역마우스의 비장 세포의 암세포 살해효과(cytotoxic T lymphocyte : CTL) 활성을 조사하였다. F/T 백신 단독 혹은 F/T+BF-I(200 μg)를 1주 간격으로 총 2회 면역하였다. 최종면역 1주 후 살아있는 colon26-M3.1 carcinoma 세포를 주사 후, 14일이 경과된 마우스 혹은 정상마우스로부터 비장을 준비하였다. Round bottom 96 well plate에 각 군의 비장세포 및 colon26-M3.1 carcinoma 세포를 첨가하고 6시간 배양하였다. 배양 완료 후, 상등액10 μl를 수집하고 비장세포에 의하여 살해된 종양세포의 정도를 측정하기 위하여 LDH kit의 용액을 제조사의 지침에 따라 첨가하고 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. As an interpretation of the results of animal experiments, the cytotoxic T lymphocyte (CTL) activity of spleen cells of immune mice was investigated when F/T vaccine and BF-I were administered in combination. F/T vaccine alone or F/T+BF-I (200 μg) was immunized twice at 1-week intervals. One week after the final immunization, live colon26-M3.1 carcinoma cells were injected, and spleens were prepared from mice or normal mice 14 days later. Splenocytes and colon26-M3.1 carcinoma cells of each group were added to a round bottom 96 well plate and cultured for 6 hours. After the completion of the culture, 10 μl of the supernatant was collected and the LDH kit solution was added according to the manufacturer's instructions to measure the degree of tumor cells killed by the splenocytes, and the absorbance was measured at 450 nm.

그 결과, F/T 백신을 면역한 경우에서 정상 마우스 및 암대조군 마우스의 비장세포에 비하여 유효하게 syngienic tumor(colon26-M3.1 carcinoma) 에 대한 살해효과가 보였고 F/T 백신과 BF-I를 동시에 면역한 결과 F/T 단독의 경우에 비하여 높은 살해 활성이 유도되는 것이 확인되었다 (도 25). 실험예 <1-9-2>에서 BF-I는 선천면역세포로부터 IL-12를 생산하는 BRM 활성이 있는 결과를 보였다. IL-12는 주로 NK-cell 혹은 Th1 type cell의 활성화에 작용함으로서 항종양 면역에서 자연 및 획득면역계의 활성화에 중요한 요소로 작용한다. BF-I의 IL-12의 유도생산능의 우수성은 면역반응의 개시단계에서 종양에 대항하는 T-cell의 생산에 관여한 것으로 보였다. Th1 cell혹은 IFN-g secreting CD8+ cell의 development에 IL-12가 요구됨은 잘 알려진 사실이고 세포살해력을 획득한 CD8+ cell(cytotoxic T cell; CTL)은 IFN을 생산함으로 스스로의 독성 및 선천면역계의 활성화에 기여하는 것으로 알려져 있다. In vivo에 F/T 백신과 함께 면역한 BF-I는 백신 면역원의 면역시 유도되는 APC의 성숙 및 I종양특이적인 cellular immune response를 유도하는 Th1 cell의 활성화를 포함하여 암세포에 대한 살해력을 획득한 CTL의 유도와 직접 관련될 것으로 기대되었다. 실재로 세포독성을 유발하는 성분 중 하나인 granzyme 효소의 생산량 및 IFN의 생산량은 CTL 활성과 동일한 경향을 보임으로 BF-I은 종양세포에 대한 CTL activity를 증진시키는 기능이 있는 것으로 확인되었다(도 25)..As a result, in the case of immunization with the F/T vaccine, the syngienic tumor (colon26-M3.1 carcinoma) was effectively killed compared to the splenocytes of normal mice and cancer control mice, and F/T vaccine and BF-I As a result of simultaneous immunization, it was confirmed that higher killing activity was induced compared to the case of F/T alone (FIG. 25). In Experimental Example <1-9-2>, BF-I showed a BRM activity to produce IL-12 from innate immune cells. IL-12 acts as an important factor in activating natural and acquired immune systems in antitumor immunity by acting mainly on the activation of NK-cells or Th1 type cells. The superiority of BF-I in inducing production of IL-12 seemed to be involved in the production of T-cells against tumors at the initiation stage of the immune response. It is a well-known fact that IL-12 is required for the development of Th1 cells or IFN-g secreting CD8+ cells, and CD8+ cells (cytotoxic T cells; CTL) that have acquired cell-killing ability produce IFN, resulting in self-toxicity and activation of the innate immune system. known to contribute to In vivo, BF-I immunized with F/T vaccine acquires the ability to kill cancer cells, including maturation of APCs induced upon immunization with vaccine immunogens and activation of Th1 cells that induce tumor-specific cellular immune responses. It was expected to be directly related to the induction of one CTL. In fact, the production of granzyme enzyme and the production of IFN, which are one of the components that cause cytotoxicity, showed the same tendency as CTL activity, so it was confirmed that BF-I has the function of enhancing CTL activity against tumor cells (FIG. 25 )..

<2-2-3> 양특이적인 cytokine 생산 양식<2-2-3> Yang-specific cytokine production pattern

동물실험 결과 확인된 BF-I에 의한 항종양면역반응 증강 효과(표 5)를 해석을 위하여 BF-I의 종양세포에 대한 세포성 면역반응에 미치는 효과를 종양특이적인 cytokine 생산기능으로 조사하였다. 각 백신으로 면역 후, 살아있는 암세포가 주사된 마우스의 비장세포를 배양배지 혹은 syngeneic tumor로 제조된 F/T 백신을 첨가 후 각각 3일간 배양 후, 배양상등액에 생산된 Th-1 (IFN-γ 및 GM-CSF)의 cytokine 생산양식을 조사하였다.In order to interpret the antitumor immune response enhancement effect (Table 5) by BF-I confirmed as a result of animal experiments, the effect of BF-I on the cellular immune response to tumor cells was investigated as a tumor-specific cytokine production function. After immunization with each vaccine, splenocytes of mice injected with live cancer cells were added to the culture medium or F/T vaccine prepared as a syngeneic tumor, cultured for 3 days, and then Th-1 (IFN-γ and Th-1 produced in the culture supernatant) The cytokine production patterns of GM-CSF) were investigated.

이러한 항원특이적(백신특이적) cytokine의 양식은 생산하는 T-세포에 따라 Th1 cytokine 및 Th2 cytokine으로 분류한다. Th1 type의 cytokine은 주로 IFN-γ, GM-CSF 및 TNF-α 등이며, Th2 type은 IL-4, IL-10 등이 있다. Th1 cytokines는 주로 CD8+ CTL 세포의 활성화를 포함하는 세포성면역능의 증진을 유도하며, Th2 type cytokines는 주로 항체생산에 관여하는 체액성면역능을 증진시키는 것으로 알려져 있다. The forms of these antigen-specific (vaccine-specific) cytokines are classified into Th1 cytokines and Th2 cytokines according to the T-cells that produce them. The cytokines of the Th1 type are mainly IFN-γ, GM-CSF, and TNF-α, and the Th2 type includes IL-4 and IL-10. It is known that Th1 cytokines induce enhancement of cellular immunity, which mainly includes activation of CD8+ CTL cells, and Th2 type cytokines enhance humoral immunity, which is mainly involved in antibody production.

각각의 면역군에서 살아있는 암세포로 재자극 후, GM-CSF의 생산양식을 조사한 결과, 종양 대조군, F/T-백신, BF-I+F/T 백신 면역군에서 각각 76.0, 127.8 및 168.9 pg/ml의 GM-CSF가 생산양식을 보였는바, F/T 면역에서 BF-I에 의한 GM-CSF의 생산양의 증가가 관찰되었다(도 26). GM-CSF는 DC의 성숙을 유도하고, 항원제시능을 직접 증진시킴으로서, 결국 종양에 대항하는 T 세포를 활성화 시키는 기능이 있는 것으로 알려져 있다. T-cell의 증식에 관여하는 Il-2의 생산 활성도 유사한 경향을 보였다. 한편, IFN-γ의 생산능 실험결과, F/T 백신 면역군은 종양만이 이식된 대조군 (729.9 pg/ml)에 비하여 약 1.5배 정도의 높은 IFN-γ가 생산(1082.2 pg/ml)을 보였다. IFN-γ는 주로 Th1 type의 T cell 혹은 종양세포에 대하여 살해력을 가지는 세포독성 T 세포(cytotoic T cell; CTL)이 생산하는 cytokine으로 F/T 백신 면역군에서 IFN-γ의 생산 증진되는 것은 F/T 백신이 직접 CTL을 활성화 또는 helper T cell을 경유하는 cross-priming에 의한 CTL의 활성화가 유도될 수 있음을 강하게 시사하였다. 또한, F/T+BF-I의 면역군은 F/T 백신의 경우보다 통계적으로 높은 IFN-γ의 생산(1565.3 pg/ml) 활성을 보임으로서 표 5의 각 면역군의 항암활성과 동일한 경양의 결과를 얻었다. 그러나 Th2 type의 대표적 cytokine의 생산에는 어떠한 영향도 미치지 못했다.After re-stimulation with living cancer cells in each immune group, the production pattern of GM-CSF was investigated. As a result, the tumor control, F/T-vaccine, and BF-I+F/T vaccine immune groups were 76.0, 127.8, and 168.9 pg/g/T, respectively. As the production pattern of GM-CSF in ml was shown, an increase in the production amount of GM-CSF by BF-I was observed in F/T immunization (FIG. 26). It is known that GM-CSF induces maturation of DC and directly enhances antigen presenting ability, thereby activating T cells against tumors. The production activity of Il-2, which is involved in T-cell proliferation, also showed a similar trend. On the other hand, as a result of the IFN-γ production ability test, the F/T vaccine immune group produced about 1.5 times higher IFN-γ (1082.2 pg/ml) than the control group (729.9 pg/ml) in which only tumors were transplanted. seemed IFN-γ is a cytokine mainly produced by cytotoxic T cells (CTL), which have the ability to kill Th1 type T cells or tumor cells. It was strongly suggested that the F/T vaccine could directly activate CTL or induce CTL activation by cross-priming via helper T cells. In addition, the F/T+BF-I immune group showed a statistically higher IFN-γ production (1565.3 pg/ml) activity than the F/T vaccine, thereby showing the same anticancer activity as each immune group in Table 5. got the result of However, it did not have any effect on the production of representative cytokines of the Th2 type.

불활성화 종양세포인 F/T 백신 단독의 면역만으로도 종양면역이 유도된 결과는 F/T 백신 제조과정에서 암세포의 항원의 인식 패턴을 항원제시세포가 쉽게 인지할 수 있는 형태로 변형함으로서 항원제시능이 높아지고(IL-12), 종양에 대항하는 CTL을 생산함에 있어 MHC class-II가 소실된 암세포에 대하여 Th-cell을 경유하는 cross primig의 기전에 의한 세포성 면역능의 상승을 유도(GM-CSF) 할 뿐 아니라, 암세포에 의한 면역억제능을 (일부) 극복(IL-2의 생산)할 수 있으며 결국, 살해활성을 가지는 T cell (IFN-g의 생산) 이 유도됨으로서 유효한 종양 특이적 항종양 면역능이 유도되었을 것으로 생각되었다. 결론적으로, F/T 백신의 면역 시 BF-I의 혼합투여에 의한 항종양활성의 증진 효과는 F/T 백신에 의한 T-cell의 GM-CSF의 생산 및 CTL의 유도와 같은 두가지 특징에 기인되는 세포성 면역담당세포의 활성화에 기인되는 결과로 판단되었다. The result of inducing tumor immunity only by immunization with the F/T vaccine, which is an inactivated tumor cell, is that the antigen-presenting ability is improved by transforming the antigen recognition pattern of cancer cells into a form that can be easily recognized by antigen-presenting cells during the F/T vaccine manufacturing process. High (IL-12) and induces an increase in cellular immunity by the mechanism of cross primig via Th-cell for cancer cells in which MHC class-II is lost in producing CTLs against tumors (GM-CSF) In addition, it can overcome (partially) the immunosuppressive ability by cancer cells (production of IL-2), and eventually, effective tumor-specific antitumor immunity is achieved by inducing T cells (production of IFN-g) with killing activity. thought to have been induced. In conclusion, the enhancement of antitumor activity by the combined administration of BF-I during immunization with the F/T vaccine is due to two characteristics, such as the production of GM-CSF in T-cells and the induction of CTL by the F/T vaccine. It was judged to be the result due to the activation of cellular immune-competent cells.

<2-3> 선천면역자극 활성 평가<2-3> Evaluation of innate immune stimulation activity

<2-3-1> 비장세포 및 대식세포 자극에 의한 사이토카인 생산양식<2-3-1> Cytokine production pattern by stimulation of splenocytes and macrophages

BF-I이 면역세포인 비장세포를 직접 자극하는 기능이 있는지 조사하였다. 실험방법은 하기와 같다. BALB/c 마우스로부터 비장을 적출하고 96 well culture plate 에 2.5×106/ml의 농도로 조정하여 분주하고 여러 농도의 BF-I을 첨가하고, 72시간 동안 배양하였다. 배양이 완료된 후, 배양 상등액에 유도 분비된 여러가지 사이토카인의 양을 각 사이토카인에 대한 ELISA kit (Pharmingen,San Jose, CA, USA)을 구입하여 제조사의 지침에 따라 측정하였다. 동시에 비장세포의 증식에 미치는 효과는 cell counting kit (CCK-8; Dojindo Laboratories, Kumamoto, Japan)를 이용하여 측정하였다.The ability of BF-I to directly stimulate spleen cells, which are immune cells, was investigated. The experimental method is as follows. The spleens were removed from BALB/c mice, dispensed in a 96 well culture plate at a concentration of 2.5×10 6 /ml, and various concentrations of BF-I were added, followed by culturing for 72 hours. After the culture was completed, the amount of various cytokines induced and secreted in the culture supernatant was measured according to the manufacturer's instructions by purchasing an ELISA kit (Pharmingen, San Jose, CA, USA) for each cytokine. At the same time, the effect on the proliferation of splenocytes was measured using a cell counting kit (CCK-8; Dojindo Laboratories, Kumamoto, Japan).

그 결과, BF-I은 용량 의존적으로 비장 세포 증식을 약하게 유도했다 (도 27). 이러한 결과는 BF-I이 면역 관련 세포의 분화 및 증식을 유도한다는 것을 나타낸다. 동시에, BF-I을 3 일 동안 자극하면 IFN-g 및 GM-CSF와 같은 사이토킨 생성이 비장 세포에서 유도되지만 IL-4 생성에는 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과는 GF-1이 면역 관련 세포의 분화와 증식에 관여한다는 것을 시사한다.As a result, BF-I weakly induced splenocyte proliferation in a dose-dependent manner (FIG. 27). These results indicate that BF-I induces the differentiation and proliferation of immune-related cells. At the same time, stimulation with BF-I for 3 days induced production of cytokines such as IFN-g and GM-CSF in splenocytes, but did not affect IL-4 production. These results suggest that GF-1 is involved in the differentiation and proliferation of immune-related cells.

활성화된 대식세포는 TNF-α 및 IL-12와 같은 다양한 사이토카인을 생산하고 면역 반응을 조절함으로써 암을 비롯한 외래물질에 대한 숙주 방어 기능을 발휘한다. BF-I이 직접적으로 대식세포를 자극하는 활성이 있는지 대식세포 배양상등액에서 생산된 사이토카인의 양을 조사하였다.Activated macrophages produce various cytokines, such as TNF-α and IL-12, and exert a host defense function against foreign substances including cancer by regulating the immune response. The amount of cytokines produced in the macrophage culture supernatant was investigated to see if BF-I had an activity to directly stimulate macrophages.

실험방법은 하기와 같다. BALB/c 마우스에 3% thioglycollate를 1ml 복강주사하고, 3일 후에 경추탈골법으로 마우스를 희생시킨 후, 복강에 RPMI-1640 배지 10 ml를 주입하여 복강 내 세포(peritoneal exudative cells; PEC)를 수집하였다. 수획한 PEC를 24 well culture plate 에 1.5×106/㎖의 농도로 조정하여 분주하였다. 2시간 동안 배양하여 macrophage를 plate에 부착 후, 배양액으로 세척하여 부착되지 않은 세포를 제거 후, 여러농도의 BF-I을 첨가하고, 24시간 동안 배양하였다. 배양완료 후, 배양 상등액에 유도 분비된 TNF-α, IL-6 및 IL-12의 측정은 각 cytokine에 대한 ELISA kit(Pharmingen,San Jose, CA, USA)을 구입하여 제조사의 지침에 따라 측정하였다. The experimental method is as follows. BALB/c mice were intraperitoneally injected with 1 ml of 3% thioglycollate, and 3 days later, the mice were sacrificed by cervical dislocation, and 10 ml of RPMI-1640 medium was injected into the peritoneal cavity to collect peritoneal exudative cells (PEC). did The harvested PEC was dispensed in a 24 well culture plate at a concentration of 1.5×10 6 /ml. After culturing for 2 hours to attach macrophages to the plate, washing with culture medium to remove non-adhered cells, adding various concentrations of BF-I, and culturing for 24 hours. After completion of the culture, the induced secretion of TNF-α, IL-6 and IL-12 in the culture supernatant was measured according to the manufacturer's instructions by purchasing an ELISA kit (Pharmingen, San Jose, CA, USA) for each cytokine. .

그 결과, BF-I과 대식세포의 동시배양 결과 첨가되는 BF-I 농도 의존적 방식으로 사이토카인의 생산을 유도하는 것이 확인되었다(도 28). 선천면역 체계에서 대식세포와 NK 세포는 종양 세포를 죽일 수 있는 전형적인 작동세포이며 대식세포에 의해 생성된 사이토카인은 암세포 살해기능을 가지는 작동세포의 활성화에 기여한다. TNF-α는 대식세포가 생산하는 전 염증성 사이토카인으로 전형적인 다기능성 사이토킨이며 염증 부위의 면역 관련 세포를 유도하고 T 세포의 분화와 증식에 참여함으로써 암 억제에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져있다. IL-6는 염증을 유도하고, 식균 작용 및 보체 생산을 촉진하는 기능을 갖는다. IL-12는 면역 반응의 초기 단계에서 생산되는 사이토카인으로 IFN-γ의 생산에 직접 관여하여 NK 세포 및 세포 독성 T 림프구를 직접적으로 활성화하는 기능을 가지기에 세포성 면역자극 활성화 측면에서 가장 중요한 사이토카인 중 하나로 인식되고 있다. 따라서 BF-I의 대식세포 자극에 의한 사이토카인의 생산 기능은 선천성 면역계에서의 대식세포의 암세포를 포함하는 외래물질의 살해활성, 대식세포의 분극화(polarization) 및 NK 세포 활성화에 직접적인 영향을 줄 것으로 판단되었다.As a result, as a result of the co-culture of BF-I and macrophages, it was confirmed that cytokine production was induced in a concentration-dependent manner of added BF-I (FIG. 28). In the innate immune system, macrophages and NK cells are typical effector cells capable of killing tumor cells, and cytokines produced by macrophages contribute to the activation of effector cells with cancer cell killing functions. TNF-α is a pro-inflammatory cytokine produced by macrophages and is a typical multifunctional cytokine. It is known to play an important role in suppressing cancer by inducing immune-related cells in the inflammatory region and participating in the differentiation and proliferation of T cells. IL-6 has the function of inducing inflammation, promoting phagocytosis and complement production. IL-12 is a cytokine produced in the early stage of the immune response. It is directly involved in the production of IFN-γ and has the function of directly activating NK cells and cytotoxic T lymphocytes, so it is the most important cytokine in terms of cellular immunostimulation activation. Recognized as one of Cain. Therefore, the cytokine production function of BF-I by stimulating macrophages is expected to directly affect the killing activity of foreign substances, including cancer cells, macrophage polarization and NK cell activation of macrophages in the innate immune system. It was judged.

대식세포 및 암 세포의 동시배양에서 BF-I에 의한 사이토카인 생산에 미치는 영향을 조사 하였다. Colon26-M3.1 종양세포 단독은 대식세포를 자극하여 TNF와 같은 여러가지 사이토카인의 생산을 유도하였다. 실험에 적용한 BF-I의 농도는 BF-I 자체가로는 유의한 사이토카인을 생산하지 못하는 0.08 mg / ml의 농도를 선택하였다. 그 결과, 단독으로 사이토카인을 생성 할 수 없었던 0.08 ug/ml 농도의 BF-I은 암 세포 단독 배양과 비교하여 IL-12 및 TNF의 생성을 증가시켰으나 IL-6 및 IL-10 생산에는 영향이 없었다(도 29). The effect of BF-I on cytokine production in the co-culture of macrophages and cancer cells was investigated. Colon26-M3.1 tumor cells alone stimulated macrophages to induce the production of various cytokines such as TNF. The concentration of BF-I applied to the experiment was selected at a concentration of 0.08 mg / ml, which does not produce significant cytokines by itself. As a result, BF-I at a concentration of 0.08 ug/ml, which alone could not produce cytokines, increased the production of IL-12 and TNF compared to the culture of cancer cells alone, but had no effect on the production of IL-6 and IL-10. No (FIG. 29).

대식세포는 특정 활성화 신호에 따라 특징을 달리하는 활성화 과정을 거쳐 분극화되는데 암세포의 영향하에서 대식세포가 종양관련 대식세포 (tumor associated macrophage; TAM)로 분화된다고 보고되고 있다. 고전적 개념으로 활성화된 대식세포(M1)는 MHC 클래스 II의 발현 증가, IL-12 및 TNF-α의 발현, 활성 산소 종 및 NO 생성 및 살균 활성을 특징으로 한다. 대조적으로, IL-4 및 IL-13과 같은 사이토 카인에 의해 활성화되는 대식세포 (M2)는 강력한 종양 촉진 활성을 갖는다. 종양의 미세 환경에서 대부분의 대식세포는 M2와 유사한 표현형을 가지는데 이들 TAM은 혈관내피세포 성장인자, arginase-1과 IL-10의 발현, 낮은 수준의 MHC 클래스 II, IL-12 및 TNF를 발현한다. 따라서 종양의 면역회피기전은 종양의 진행 동안 대식세포가 M1 형으로의 활성화 대신 M2 표현형으로의 전환과 관련된다고 보고되고 있다. 결론적으로 임상 연구에 의하면 높은 M2형 대식세포 밀도는 암 환자의 예후가 좋지 않음을 나타낸다고 보고하고 있다. 따라서 본 발명에서는 BF-I 처리가 종양 세포와 함께 배양 된 TG로 유도된 대식세포에 의해 생성되는 사이토카인 생산 패턴의 변화를 유도 하는지를 조사했다. 그 결과, 종양 세포의 존재 상태에서 대식세포에 대한 BF-1 처리는 IL-12 및 TNF-α의 생성을 증가 시키지만 IL-6 및 IL-10 생산의 생성을 증가시키지 않았다. BF-I의 처리가 전형적인 M2 형 대식세포 마커인 IL-10의 생성을 억제하지 못 했고 M1 형 대식세포에 의해 생성된 IL-6 생성에 영향을 주지 않는 이유는 확인되지 않았다. 그러나, 적어도 BF-1은 종양 세포의 존재 하에서 TNF-α 및 IL-12의 생성을 촉진하므로, TAM 유사 세포로의 분극을 일부 억제하는 기능을 갖는 것으로 판단되었다.Macrophages are polarized through an activation process that differs in characteristics according to specific activation signals, and it has been reported that macrophages differentiate into tumor associated macrophages (TAMs) under the influence of cancer cells. In the classical concept, activated macrophages (M1) are characterized by increased expression of MHC class II, expression of IL-12 and TNF-α, production of reactive oxygen species and NO, and bactericidal activity. In contrast, macrophages (M2), which are activated by cytokines such as IL-4 and IL-13, have potent tumor-promoting activity. Most macrophages in the tumor microenvironment have a phenotype similar to M2, and these TAMs express vascular endothelial growth factor, arginase-1 and IL-10, and low levels of MHC class II, IL-12 and TNF. do. Therefore, it has been reported that the immune evasion mechanism of tumors is related to the conversion of macrophages to M2 phenotype instead of activation to M1 type during tumor progression. In conclusion, clinical studies report that high M2 macrophage density indicates poor prognosis in cancer patients. Therefore, in the present invention, we investigated whether BF-I treatment induces changes in the cytokine production pattern produced by TG-induced macrophages co-cultured with tumor cells. As a result, BF-1 treatment of macrophages in the presence of tumor cells increased the production of IL-12 and TNF-α but did not increase the production of IL-6 and IL-10. The reason why BF-I treatment did not inhibit the production of IL-10, a typical M2 macrophage marker, and did not affect IL-6 production by M1 macrophages was not identified. However, since at least BF-1 promotes the production of TNF-α and IL-12 in the presence of tumor cells, it was judged to have a function of partially suppressing polarization to TAM-like cells.

<2-3-2> NK-세포 활성화에 미치는 영향<2-3-2> Effect on NK-cell activation

활성화 된 NK 세포는 암 세포에 대한 세포 독성을 증가시키고 암 전이 또는 성장을 억제하는 타고난 면역계의 가장 중요한 이펙터 세포 중 하나이다. 실제로 많은 동물 실험의 연구에서 면역 자극제에 의한 NK 세포의 활성화는 암 전이를 억제한다는 것을 보여 주었다. 따라서 동물실험으로 BF-I의 투여가 NK-cell의 활성화를 유도하여 암세포에 대한 살해효과를 증진시키는지에 대한 실험을 수행하였다.Activated NK cells are one of the most important effector cells of the innate immune system that increase cytotoxicity to cancer cells and suppress cancer metastasis or growth. In fact, many animal studies have shown that activation of NK cells by immune stimulants inhibits cancer metastasis. Therefore, experiments were conducted on whether administration of BF-I induces NK-cell activation and enhances the killing effect on cancer cells in animal experiments.

실험방법은 하기와 같다. 군당 2마리의 6주령의 BALB/c 마우스에 200 μg의 BF-I을 정맥주사하고, 2일 후에 마우스의 비장을 멸균적으로 취하여 비장세포(effector cell; E)를 준비하였다. U-bottomed 96-well plate에 마우스로부터 얻은 비장세포와 NK-sensitive 세포로 알려진 YAC-1 세포(target cell; T)를, E/T 비가 10:1, 5:1 및 2.5:1이 되도록 조정하여 6시간 동안 배양하였다. 배양종료 후에 원심분리를 통하여 배양상등액을 취한 후 살해된 암세포가 유리한 LDH의 양을 kit를 이용하여 제조사(Promega, Fitchburg,WI. USA)의 지침에 따라 측정하였다.The experimental method is as follows. Two 6-week-old BALB/c mice per group were intravenously injected with 200 μg of BF-I, and 2 days later, the spleens of the mice were sterilely harvested to prepare effector cells (E). Splenocytes obtained from mice and YAC-1 cells (target cells; T), known as NK-sensitive cells, were placed in a U-bottomed 96-well plate and adjusted so that the E/T ratios were 10:1, 5:1, and 2.5:1. and incubated for 6 hours. After the end of the culture, the culture supernatant was taken through centrifugation, and the amount of LDH that was beneficial to the killed cancer cells was measured using a kit according to the manufacturer's instructions (Promega, Fitchburg, WI. USA).

NK 세포 및 세포독성 T 세포는 분비성 리소좀인 과립을 함유하며 세포 독성 활성의 유도와 관련되는 단백질인 그란자임 (granzyme)과 퍼포린 (perforin)과 같은 단백질을 함유하고 있다. NK-세포가 표적 세포를 인식하면 이들 독성 물질은 방출되어 세포 독성 효과를 낸다. 이러한 과정에서 활성화 된 NK 세포는 IFN-g을 생성함으로 대식세포를 활성화시켜 종양세포에 대항하게 한다. 본 실험 결과, BF-I을 투여 한 쥐의 비장 세포 (200 ug)은 정상 쥐의 비장 세포와 비교하여 YAC-1 세포의 살상 효과를 현저히 향상 시켰으며, 동시에 INF와 그레이자임의 todtkseh 증가되는 양식을 보였다(도 30). 따라서 NK 세포의 BF-I 투여가 직접적으로 NK 세포 활성화를 유도한다는 것을 확인할 수 있었다.NK cells and cytotoxic T cells contain granules, which are secretory lysosomes, and contain proteins such as granzyme and perforin, which are related to the induction of cytotoxic activity. When NK-cells recognize the target cell, these toxic substances are released and produce a cytotoxic effect. NK cells activated in this process produce IFN-g to activate macrophages to fight against tumor cells. As a result of this experiment, the splenocytes (200 ug) of rats administered with BF-I significantly improved the killing effect of YAC-1 cells compared to the splenocytes of normal rats, and at the same time increased the todtkseh of INF and grazyme. showed (FIG. 30). Therefore, it was confirmed that BF-I administration of NK cells directly induces NK cell activation.

<2-3-3> BF-I의 종양전이 억제효과<2-3-3> Inhibitory effect of BF-I on tumor metastasis

BF-I이 종양에 대한 선천면역계를 활성화시키는 기능을 확인하기 위하여 마우스에서 colon26-M3.1 carcinonma 및 B16-BL6 흑색종 세포를 이용하는 실험전이 모델에 적용하여 종양전이 억제능의 유도기능에 대한 실험을 진행하였다. 생후 6 내지 8주령의 자성 BALB/c 및 C57BL/6 마우스를 (주)오리엔트에서 분양 받아 사육조에 5 내지 10마리씩 넣어 정수된 물과 실험동물용 펠렛사료(Samyang Co Ltd, Incheon, Korea)를 자유 공급하였고, 온도 22℃, 습도 50%, 12시간 간격으로 자동 조명되는 상태에서 스트레스를 받지 않도록 주의하여 사육하였다. 본 연구에서의 모든 동물실험은 경기대학교 동물실험윤리 위원회의 승인(2018-002)을 받아 실시하였다. BF-I 투여는 암세포 투여 2일 전에 1회 혈관주사(5, 50, 500 μg/mouse)하였다. 항종양 효과의 측정은 각 암세포를 접종하고, 14일 후에 종양의 표적기관인 폐를 적출하여 Bouin's 용액에서 전이된 종양을 고정시킨 후, 종양의 군집 수를 측정하였다.In order to confirm the function of BF-I to activate the innate immune system against tumors, it was applied to an experimental metastasis model using colon26-M3.1 carcinonma and B16-BL6 melanoma cells in mice to test the induction function of suppressing tumor metastasis. proceeded. Female BALB/c and C57BL/6 mice aged 6 to 8 weeks were distributed from Orient Co., Ltd. and put 5 to 10 mice each in a breeding tank and were provided with purified water and pellet feed for laboratory animals (Samyang Co Ltd, Incheon, Korea) freely. It was supplied, and the temperature was 22 ℃, humidity 50%, in a state of automatic lighting at 12-hour intervals, care was taken not to be stressed. All animal experiments in this study were conducted with the approval (2018-002) of the Animal Experimentation Ethics Committee of Kyonggi University. BF-I was administered by intravascular injection (5, 50, 500 μg/mouse) once 2 days before cancer cell administration. To measure the antitumor effect, each cancer cell was inoculated, and after 14 days, the lung, the target organ of the tumor, was removed, the metastasized tumor was fixed in Bouin's solution, and the number of tumor clusters was measured.

종양접종전에 BF-I (5 내지 500 ug / 마우스)의 투여는 두 가지 종류의 종양 세포에 의한 폐(lung)로의 전이를 투여농도 의존적으로 억제 하였다. BF-I 500 ug 투여 시 폐전이는 colon26-M3.1 암종에서 76 % 이상, B16-BL6 흑색 종에서 77 % 이상 저해되었으며 50 ug 용량까지 유의 한 종양 전이 억제를 보였다. 이 범위에서 BF-I의 투여는 체중 감소 또는 털이 서는 입모현상(piloelection)과 같은 명백한 부작용을 나타내지 않았다(도 31).Administration of BF-I (5 to 500 ug/mouse) before tumor inoculation suppressed metastasis to the lung by two types of tumor cells in a dose-dependent manner. When 500 μg of BF-I was administered, lung metastasis was inhibited by more than 76% in colon26-M3.1 carcinoma and by more than 77% in B16-BL6 melanoma, and tumor metastasis was significantly suppressed up to 50 μg dose. Administration of BF-I in this range did not show obvious side effects such as weight loss or piloelection (FIG. 31).

종양 전이 모델에서 생약의 투여에 의한 종양 전이 억제효과는 세포 독성 혹은 macrophage 혹은 NK-세포 등의 선천면역계가 활성화에 기인되는 효과라는 것은 잘 보고되어 있는 바, 본 시료의 투여에 의한 종양전이 억제효과는 대식세포 및 NK-세포의 활성화에 의한 효과로 판단되었다.It has been well reported that the tumor metastasis inhibition effect by administration of herbal medicines in a tumor metastasis model is an effect attributable to the activation of the innate immune system such as cytotoxicity or macrophage or NK-cell. was judged to be an effect by activation of macrophages and NK-cells.

Claims (12)

마쇄된 보리에 물을 1 : 3 내지 6의 중량비로 첨가하여 10 내지 14 시간 동안 침지하고 1 내지 3시간 증자하여 호화한 후, 여기에 알파 아밀라아제를 첨가하여 70 내지 90 ℃에서 1 내지 3 시간 동안 1차 효소 가수분해하여 1차 효소 가수분해물을 제조한 후, 상기 1차 효소 가수분해물에 프로테아제, 알파-아밀라아제 및 글루코아밀라아제의 혼합물을 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 효소 가수분해하여 2차 효소 가수분해물을 제조하고, 상기 2차 효소 가수분해물에 베타-글루카나제를 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 12 내지 36시간 동안 3차 효소가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;
상기 보리 가수분해물에 효모를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 효모 발효를 수행하여 효모 발효물을 제조하고, 상기 효모 발효물에 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 유산균 발효를 수행하여 보리발효물을 제조하는 단계;
상기 보리발효물을 5,000 내지 8,000 rpm에서 20 내지 40분간 원심분리하여 상층액을 수득하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및
상기 보리 발효추출물의 농축액을 희석하고 원심분리하여 침전물을 제거한 후 상등액에 에탄올을 첨가하여 방치한 후 원심분리에 의하여 침전물을 얻고 상기 침전물을 물에 재용해한 후 투석 및 건조하여 조다당을 수득해 상기 조다당을 분획하여 다당을 수득하는 단계를 포함하며,
상기 다당은 3,6-linked Galp를 포함하는 보리의 펙틴 유래 아라비노-β-3,6-갈락탄, 보리 유래의 아라비노스가 분지된 아라비노자일란, 보리 유래의 β-글루칸 및 효모 유래의 β-글루칸을 포함하고, 상기 아라비노-β-3,6-갈락탄의 함량이 5 내지 9 중량%이고, 상기 아라비노자일란의 함량이 8 내지 11 중량%이고, 상기 보리 유래의 β-글루칸의 함량이 30 내지 39 중량%이고, 상기 효모 유래의 β-글루칸의 함량이 4 내지 7 중량%인,
면역증강용 식품 조성물의 제조 방법.
Water is added to ground barley at a weight ratio of 1:3 to 6, soaked for 10 to 14 hours, and gelatinized by steaming for 1 to 3 hours, then alpha amylase is added thereto at 70 to 90 ° C for 1 to 3 hours. After preparing a first enzyme hydrolyzate by first enzyme hydrolysis, a mixture of protease, alpha-amylase, and glucoamylase is added to the first enzyme hydrolyzate, followed by second enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 1 to 3 hours. Digesting to prepare a secondary enzyme hydrolyzate, adding beta-glucanase to the secondary enzyme hydrolyzate and performing tertiary enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a barley hydrolyzate;
Yeast was added to the barley hydrolysate to perform yeast fermentation at 20 to 40 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a yeast fermentation product, and Weissella cibaria was added to the yeast fermentation product to 20 to 40 Performing lactic acid fermentation for 12 to 36 hours at ℃ to prepare fermented barley;
Preparing a fermented barley extract by centrifuging the fermented barley at 5,000 to 8,000 rpm for 20 to 40 minutes to obtain a supernatant; and
After diluting the concentrate of the barley fermented extract and removing the precipitate by centrifugation, ethanol was added to the supernatant and allowed to stand, and then the precipitate was obtained by centrifugation, and the precipitate was redissolved in water, followed by dialysis and drying to obtain crude polysaccharide obtaining a polysaccharide by fractionating the crude polysaccharide;
The polysaccharide is barley-derived pectin containing 3,6-linked Galp, arabino-β-3,6-galactan, barley-derived arabinose branched arabinoxylan, barley-derived β-glucan, and yeast-derived Contains β-glucan, the content of arabino-β-3,6-galactan is 5 to 9% by weight, the content of arabinoxylan is 8 to 11% by weight, and the barley-derived β-glucan The content of is 30 to 39% by weight, and the content of the yeast-derived β-glucan is 4 to 7% by weight,
A method for preparing a food composition for enhancing immunity.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 면역증강용 식품 조성물은 인터루킨-6, 인터루킨-12 또는 TNF-알파의 분비를 증가시키는 것을 특징으로 하는 면역증강용 식품 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The method for preparing a food composition for enhancing immunity, characterized in that the food composition for enhancing immunity increases the secretion of interleukin-6, interleukin-12 or TNF-alpha.
제 1항에 있어서,
상기 면역증강용 식품 조성물은 종양의 전이를 억제하는 것을 특징으로 하는 면역증강용 식품 조성물의 제조 방법.
According to claim 1,
The method for producing a food composition for enhancing immunity, characterized in that the food composition for enhancing immunity inhibits metastasis of a tumor.
마쇄된 보리에 물을 1 : 3 내지 6의 중량비로 첨가하여 10 내지 14 시간 동안 침지하고 1 내지 3시간 증자하여 호화한 후, 여기에 알파 아밀라아제를 첨가하여 70 내지 90 ℃에서 1 내지 3 시간 동안 1차 효소 가수분해하여 1차 효소 가수분해물을 제조한 후, 상기 1차 효소 가수분해물에 프로테아제, 알파-아밀라아제 및 글루코아밀라아제의 혼합물을 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 효소 가수분해하여 2차 효소 가수분해물을 제조하고, 상기 2차 효소 가수분해물에 베타-글루카나제를 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 12 내지 36시간 동안 3차 효소가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;
상기 보리 가수분해물에 효모를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 효모 발효를 수행하여 효모 발효물을 제조하고, 상기 효모 발효물에 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 유산균 발효를 수행하여 보리발효물을 제조하는 단계;
상기 보리발효물을 5,000 내지 8,000 rpm에서 20 내지 40분간 원심분리하여 상층액을 수득하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및
상기 보리 발효추출물의 농축액을 희석하고 원심분리하여 침전물을 제거한 후 상등액에 에탄올을 첨가하여 방치한 후 원심분리에 의하여 침전물을 얻고 상기 침전물을 물에 재용해한 후 투석 및 건조하여 조다당을 수득해 상기 조다당을 분획하여 다당을 수득하는 단계를 포함하며,
상기 다당은 3,6-linked Galp를 포함하는 보리의 펙틴 유래 아라비노-β-3,6-갈락탄, 보리 유래의 아라비노스가 분지된 아라비노자일란, 보리 유래의 β-글루칸 및 효모 유래의 β-글루칸을 포함하고, 상기 아라비노-β-3,6-갈락탄의 함량이 5 내지 9 중량%이고, 상기 아라비노자일란의 함량이 8 내지 11 중량%이고, 상기 보리 유래의 β-글루칸의 함량이 30 내지 39 중량%이고, 상기 효모 유래의 β-글루칸의 함량이 4 내지 7 중량%인,
면역증강용 약학적 조성물의 제조 방법.
Water is added to ground barley at a weight ratio of 1:3 to 6, soaked for 10 to 14 hours, and gelatinized by steaming for 1 to 3 hours, then alpha amylase is added thereto at 70 to 90 ° C for 1 to 3 hours. After preparing a first enzyme hydrolyzate by first enzyme hydrolysis, a mixture of protease, alpha-amylase, and glucoamylase is added to the first enzyme hydrolyzate, followed by second enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 1 to 3 hours. Digesting to prepare a secondary enzyme hydrolyzate, adding beta-glucanase to the secondary enzyme hydrolyzate and performing tertiary enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a barley hydrolyzate;
Yeast was added to the barley hydrolysate to perform yeast fermentation at 20 to 40 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a yeast fermentation product, and Weissella cibaria was added to the yeast fermentation product to 20 to 40 Performing lactic acid fermentation for 12 to 36 hours at ℃ to prepare fermented barley;
Preparing a fermented barley extract by centrifuging the fermented barley at 5,000 to 8,000 rpm for 20 to 40 minutes to obtain a supernatant; and
After diluting the concentrate of the barley fermented extract and removing the precipitate by centrifugation, ethanol was added to the supernatant and allowed to stand, and then the precipitate was obtained by centrifugation, and the precipitate was redissolved in water, followed by dialysis and drying to obtain crude polysaccharide obtaining a polysaccharide by fractionating the crude polysaccharide;
The polysaccharide is barley-derived pectin containing 3,6-linked Galp, arabino-β-3,6-galactan, barley-derived arabinose branched arabinoxylan, barley-derived β-glucan, and yeast-derived Contains β-glucan, the content of arabino-β-3,6-galactan is 5 to 9% by weight, the content of arabinoxylan is 8 to 11% by weight, and the barley-derived β-glucan The content of is 30 to 39% by weight, and the content of the yeast-derived β-glucan is 4 to 7% by weight,
A method for preparing a pharmaceutical composition for enhancing immunity.
제 8항에 있어서,
상기 면역증강용 약학적 조성물은 면역결핍, 면역저하, 면역계 손상으로 인한 질환, 항암요법으로 인한 면역기능 저하, 골수이식으로 인한 면역기능 저하, 면역계 손상으로 인한 에이즈 및 면역기능 저하로 인한 암으로 구성되는 군에서 선택되는 질환을 갖는 환자에 있어서, 면역을 증강시키는 것을 특징으로 하는 면역증강용 약학적 조성물의 제조 방법.
According to claim 8,
The pharmaceutical composition for enhancing immunity is composed of immunodeficiency, immunosuppression, disease due to immune system damage, immune function decrease due to anticancer therapy, immune function decrease due to bone marrow transplantation, AIDS due to immune system damage, and cancer due to immune function decrease. A method for preparing a pharmaceutical composition for enhancing immunity, characterized by enhancing immunity in a patient having a disease selected from the group consisting of:
마쇄된 보리에 물을 1 : 3 내지 6의 중량비로 첨가하여 10 내지 14 시간 동안 침지하고 1 내지 3시간 증자하여 호화한 후, 여기에 알파 아밀라아제를 첨가하여 70 내지 90 ℃에서 1 내지 3 시간 동안 1차 효소 가수분해하여 1차 효소 가수분해물을 제조한 후, 상기 1차 효소 가수분해물에 프로테아제, 알파-아밀라아제 및 글루코아밀라아제의 혼합물을 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 효소 가수분해하여 2차 효소 가수분해물을 제조하고, 상기 2차 효소 가수분해물에 베타-글루카나제를 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 12 내지 36시간 동안 3차 효소가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;
상기 보리 가수분해물에 효모를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 효모 발효를 수행하여 효모 발효물을 제조하고, 상기 효모 발효물에 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 유산균 발효를 수행하여 보리발효물을 제조하는 단계;
상기 보리발효물을 5,000 내지 8,000 rpm에서 20 내지 40분간 원심분리하여 상층액을 수득하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및
상기 보리 발효추출물의 농축액을 희석하고 원심분리하여 침전물을 제거한 후 상등액에 에탄올을 첨가하여 방치한 후 원심분리에 의하여 침전물을 얻고 상기 침전물을 물에 재용해한 후 투석 및 건조하여 조다당을 수득해 상기 조다당을 분획하여 다당을 수득하는 단계를 포함하며,
상기 다당은 3,6-linked Galp를 포함하는 보리의 펙틴 유래 아라비노-β-3,6-갈락탄, 보리 유래의 아라비노스가 분지된 아라비노자일란, 보리 유래의 β-글루칸 및 효모 유래의 β-글루칸을 포함하고, 상기 아라비노-β-3,6-갈락탄의 함량이 5 내지 9 중량%이고, 상기 아라비노자일란의 함량이 8 내지 11 중량%이고, 상기 보리 유래의 β-글루칸의 함량이 30 내지 39 중량%이고, 상기 효모 유래의 β-글루칸의 함량이 4 내지 7 중량%인,
면역증강용 사료 조성물의 제조 방법.
Water is added to ground barley at a weight ratio of 1:3 to 6, soaked for 10 to 14 hours, and gelatinized by steaming for 1 to 3 hours, then alpha amylase is added thereto at 70 to 90 ° C for 1 to 3 hours. After preparing a first enzyme hydrolyzate by first enzyme hydrolysis, a mixture of protease, alpha-amylase, and glucoamylase is added to the first enzyme hydrolyzate, followed by second enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 1 to 3 hours. Digesting to prepare a secondary enzyme hydrolyzate, adding beta-glucanase to the secondary enzyme hydrolyzate and performing tertiary enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a barley hydrolyzate;
Yeast was added to the barley hydrolysate to perform yeast fermentation at 20 to 40 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a yeast fermentation product, and Weissella cibaria was added to the yeast fermentation product to 20 to 40 Performing lactic acid fermentation for 12 to 36 hours at ℃ to prepare fermented barley;
Preparing a fermented barley extract by centrifuging the fermented barley at 5,000 to 8,000 rpm for 20 to 40 minutes to obtain a supernatant; and
After diluting the concentrate of the barley fermented extract and removing the precipitate by centrifugation, ethanol was added to the supernatant and allowed to stand, and then the precipitate was obtained by centrifugation, and the precipitate was redissolved in water, followed by dialysis and drying to obtain crude polysaccharide obtaining a polysaccharide by fractionating the crude polysaccharide;
The polysaccharide is barley-derived pectin containing 3,6-linked Galp, arabino-β-3,6-galactan, barley-derived arabinose branched arabinoxylan, barley-derived β-glucan, and yeast-derived Contains β-glucan, the content of arabino-β-3,6-galactan is 5 to 9% by weight, the content of arabinoxylan is 8 to 11% by weight, and the barley-derived β-glucan The content of is 30 to 39% by weight, and the content of the yeast-derived β-glucan is 4 to 7% by weight,
A method for producing a feed composition for enhancing immunity.
마쇄된 보리에 물을 1 : 3 내지 6의 중량비로 첨가하여 10 내지 14 시간 동안 침지하고 1 내지 3시간 증자하여 호화한 후, 여기에 알파 아밀라아제를 첨가하여 70 내지 90 ℃에서 1 내지 3 시간 동안 1차 효소 가수분해하여 1차 효소 가수분해물을 제조한 후, 상기 1차 효소 가수분해물에 프로테아제, 알파-아밀라아제 및 글루코아밀라아제의 혼합물을 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 효소 가수분해하여 2차 효소 가수분해물을 제조하고, 상기 2차 효소 가수분해물에 베타-글루카나제를 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 12 내지 36시간 동안 3차 효소가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;
상기 보리 가수분해물에 효모를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 효모 발효를 수행하여 효모 발효물을 제조하고, 상기 효모 발효물에 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 유산균 발효를 수행하여 보리발효물을 제조하는 단계;
상기 보리발효물을 5,000 내지 8,000 rpm에서 20 내지 40분간 원심분리하여 상층액을 수득하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및
상기 보리 발효추출물의 농축액을 희석하고 원심분리하여 침전물을 제거한 후 상등액에 에탄올을 첨가하여 방치한 후 원심분리에 의하여 침전물을 얻고 상기 침전물을 물에 재용해한 후 투석 및 건조하여 조다당을 수득해 상기 조다당을 분획하여 다당을 수득하는 단계를 포함하며,
상기 다당은 3,6-linked Galp를 포함하는 보리의 펙틴 유래 아라비노-β-3,6-갈락탄, 보리 유래의 아라비노스가 분지된 아라비노자일란, 보리 유래의 β-글루칸 및 효모 유래의 β-글루칸을 포함하고, 상기 아라비노-β-3,6-갈락탄의 함량이 5 내지 9 중량%이고, 상기 아라비노자일란의 함량이 8 내지 11 중량%이고, 상기 보리 유래의 β-글루칸의 함량이 30 내지 39 중량%이고, 상기 효모 유래의 β-글루칸의 함량이 4 내지 7 중량%인,
종양 전이 억제용 약학적 조성물의 제조 방법.
Water is added to ground barley at a weight ratio of 1:3 to 6, soaked for 10 to 14 hours, and gelatinized by steaming for 1 to 3 hours, then alpha amylase is added thereto at 70 to 90 ° C for 1 to 3 hours. After preparing a first enzyme hydrolyzate by first enzyme hydrolysis, a mixture of protease, alpha-amylase, and glucoamylase is added to the first enzyme hydrolyzate, followed by second enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 1 to 3 hours. Digesting to prepare a secondary enzyme hydrolyzate, adding beta-glucanase to the secondary enzyme hydrolyzate and performing tertiary enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a barley hydrolyzate;
Yeast was added to the barley hydrolysate to perform yeast fermentation at 20 to 40 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a yeast fermentation product, and Weissella cibaria was added to the yeast fermentation product to 20 to 40 Performing lactic acid fermentation for 12 to 36 hours at ℃ to prepare fermented barley;
Preparing a fermented barley extract by centrifuging the fermented barley at 5,000 to 8,000 rpm for 20 to 40 minutes to obtain a supernatant; and
After diluting the concentrate of the barley fermented extract and removing the precipitate by centrifugation, ethanol was added to the supernatant and allowed to stand, and then the precipitate was obtained by centrifugation, and the precipitate was redissolved in water, followed by dialysis and drying to obtain crude polysaccharide obtaining a polysaccharide by fractionating the crude polysaccharide;
The polysaccharide is barley-derived pectin containing 3,6-linked Galp, arabino-β-3,6-galactan, barley-derived arabinose branched arabinoxylan, barley-derived β-glucan, and yeast-derived Contains β-glucan, the content of arabino-β-3,6-galactan is 5 to 9% by weight, the content of arabinoxylan is 8 to 11% by weight, and the barley-derived β-glucan The content of is 30 to 39% by weight, and the content of the yeast-derived β-glucan is 4 to 7% by weight,
A method for preparing a pharmaceutical composition for inhibiting tumor metastasis.
마쇄된 보리에 물을 1 : 3 내지 6의 중량비로 첨가하여 10 내지 14 시간 동안 침지하고 1 내지 3시간 증자하여 호화한 후, 여기에 알파 아밀라아제를 첨가하여 70 내지 90 ℃에서 1 내지 3 시간 동안 1차 효소 가수분해하여 1차 효소 가수분해물을 제조한 후, 상기 1차 효소 가수분해물에 프로테아제, 알파-아밀라아제 및 글루코아밀라아제의 혼합물을 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 효소 가수분해하여 2차 효소 가수분해물을 제조하고, 상기 2차 효소 가수분해물에 베타-글루카나제를 첨가하여 50 내지 70 ℃에서 12 내지 36시간 동안 3차 효소가수분해하여 보리 가수분해물을 제조하는 단계;
상기 보리 가수분해물에 효모를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 효모 발효를 수행하여 효모 발효물을 제조하고, 상기 효모 발효물에 바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)를 첨가하여 20 내지 40 ℃에서 12 내지 36 시간 동안 유산균 발효를 수행하여 보리발효물을 제조하는 단계;
상기 보리발효물을 5,000 내지 8,000 rpm에서 20 내지 40분간 원심분리하여 상층액을 수득하여 보리 발효추출물을 제조하는 단계;및
상기 보리 발효추출물의 농축액을 희석하고 원심분리하여 침전물을 제거한 후 상등액에 에탄올을 첨가하여 방치한 후 원심분리에 의하여 침전물을 얻고 상기 침전물을 물에 재용해한 후 투석 및 건조하여 조다당을 수득해 상기 조다당을 분획하여 다당을 수득하는 단계를 포함하며,
상기 다당은 3,6-linked Galp를 포함하는 보리의 펙틴 유래 아라비노-β-3,6-갈락탄, 보리 유래의 아라비노스가 분지된 아라비노자일란, 보리 유래의 β-글루칸 및 효모 유래의 β-글루칸을 포함하고, 상기 아라비노-β-3,6-갈락탄의 함량이 5 내지 9 중량%이고, 상기 아라비노자일란의 함량이 8 내지 11 중량%이고, 상기 보리 유래의 β-글루칸의 함량이 30 내지 39 중량%이고, 상기 효모 유래의 β-글루칸의 함량이 4 내지 7 중량%인,
암 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 제조 방법.

Water is added to ground barley at a weight ratio of 1:3 to 6, soaked for 10 to 14 hours, and gelatinized by steaming for 1 to 3 hours, then alpha amylase is added thereto at 70 to 90 ° C for 1 to 3 hours. After preparing a first enzyme hydrolyzate by first enzyme hydrolysis, a mixture of protease, alpha-amylase, and glucoamylase is added to the first enzyme hydrolyzate, followed by second enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 1 to 3 hours. Digesting to prepare a secondary enzyme hydrolyzate, adding beta-glucanase to the secondary enzyme hydrolyzate and performing tertiary enzyme hydrolysis at 50 to 70 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a barley hydrolyzate;
Yeast was added to the barley hydrolysate to perform yeast fermentation at 20 to 40 ° C. for 12 to 36 hours to prepare a yeast fermentation product, and Weissella cibaria was added to the yeast fermentation product to 20 to 40 Performing lactic acid fermentation for 12 to 36 hours at ℃ to prepare fermented barley;
Preparing a fermented barley extract by centrifuging the fermented barley at 5,000 to 8,000 rpm for 20 to 40 minutes to obtain a supernatant; and
After diluting the concentrate of the barley fermented extract and removing the precipitate by centrifugation, ethanol was added to the supernatant and allowed to stand, and then the precipitate was obtained by centrifugation, and the precipitate was redissolved in water, followed by dialysis and drying to obtain crude polysaccharide obtaining a polysaccharide by fractionating the crude polysaccharide;
The polysaccharide is barley-derived pectin containing 3,6-linked Galp, arabino-β-3,6-galactan, barley-derived arabinose branched arabinoxylan, barley-derived β-glucan, and yeast-derived Contains β-glucan, the content of arabino-β-3,6-galactan is 5 to 9% by weight, the content of arabinoxylan is 8 to 11% by weight, and the barley-derived β-glucan The content of is 30 to 39% by weight, and the content of the yeast-derived β-glucan is 4 to 7% by weight,
A method for preparing a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer.

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참당귀(ANGELICA GIGAS NAKAI)에서 분리한 다당의 면역활성과 구조적 특성, 경기대학교, 민병직, 2010년 02월.

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