KR20020090740A - 헬리코박터 파일로리의 생육 및 우레아제 활성을 억제하는유카 추출물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 헬리코박터 파일로리에 대한 항균활성을 나타내고, 헬리코박터 파일로리 우레아제 활성을 억제하는 유카의 추출물 및 그 용도에 관한 것이다.
본 발명의 유카 추출물은 기존의 항생제의 문제점이던 내성문제를 해결하면서, 적은 양의 유카에서 다량 얻을 수 있어 보다 경제적이며, 파일로리 및 파일로리의 우레아제에 대한 저해활성도 매우 높다.
본 발명에 의한 유카 추출물을 건강음료, 식품 또는 약학적 제재에 첨가하여 사용하는 경우 파일로리에 의해 유발되는 각종 위장관련 질병의 예방 및 치료에 매우 효과적일 것이다.
Description
본 발명은 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori)의 생육 및 우레아제(urease) 활성을 억제하는 유카(Yucca schidigera) 추출물 및 그 용도에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 위궤양 및 기타 위장장애를 유발하는 원인균으로 알려진 헬리코박터 파일로리에 대한 항균활성을 나타내고, 헬리코박터 파일로리의 우레아제 활성을 억제하는 유카의 추출물 및 그 용도에 관한 것이다.
헬리코박터 파일로리는 그램 음성 박테리아로서 사람의 위, 특히 유문부나 체부의 위 점막층의 표층이나 점액에 서식하고, 위염, 위궤양 및 십이지장궤양을 일으키며 위암등의 질병과도 밀접하게 관련이 있는 것으로 알려져 있다.
헬리코박터 파일로리는 우레아제(urease)를 분비하기 때문에 강한 산성 조건인 위 속 환경에서도 생존이 가능하다. 우레아제는 위 점액 중에 함유되어 있는요소를 암모니아와 이산화탄소로 분해하며, 이렇게 생성된 암모니아는 균체 주변의 위산을 중화시켜, 헬리코박터 파일로리가 위 속에서도 생존이 가능하게 하도록 하는 것이다.
상기와 같은 특성을 지닌 헬리코박터 파일로리의 활성을 저해하기 위해서 많은 연구가 이루어졌다. 그 중 가장 일반적으로 쓰이는 방법은 항생제 요법이지만, 항생제 내성 균주의 출현으로 인해 효율성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 그리세린 모노라우레이트, 라우린산 등과 같이 항균작용을 나타내는 지방산류를 처방하여 파일로리의 감염을 치료하는 방안이 제시되었으나, 이들 지방산의 항균작용은 헬리코박터 파일로리와 같은 그램음성 박테리아에는 상대적으로 미약하다는 점과, 우레아제에 대한 저해활성이 미비하다는 점이 단점으로 지적되고 있다.
그래서, 안전하면서도 효과적인 물질을 얻어내기 위해 천연물에서 물질을 분리하고자 하는 시도가 많이 이루어지고 있다. 정향(Eugenia caryophyllate), 왜황련(Coptis japonica), 후박(Magnolia officinalis), 승마(Cimicifuga heracleifolia), 왜박하(Mentha arvensis var. piperascins) 및 오배자(Rhus javanica)등에서 추출된 물질이 파일로리에 대한 항균작용 및/또는 우레아제에 대한 활성억제 효과를 보임이 밝혀졌다. 그러나 이러한 천연유래의 추출물들은 헬리코박터 파일로리 생육억제 및 우레아제 활성억제 중 하나의 효과만을 나타내어 파이로리 감염 치료제로서 바람직하지 않다.
한국 공개특허 제2001-10842호는 소목, 황련 및 소엽 추출물의 헬리코박터 파일로리에 대한 항균활성 및 우레아제 활성 억제에 관하여 개시하고 있다. 상기의 약제 추출물들은 헬리코박터 파일로리 저해활성 및 우레아제 억제활성 양자에 대하여 비교적 높은 활성을 보이고 있다. 그러나, 이들 약제들은 다량입수가 용이하지 않을 뿐 아니라 추출시 유효물질의 양이 매우 적기 때문에 산업적 규모의 대량생산이 어렵다는 문제점을 안고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 헬리코박터 파일로리의 생육 및 우레아제 활성을 억제하는 천연물에 대해 예의 연구한 바, 저렴하고 대량입수 가능한 유카의 추출물이 이러한 효과를 매우 우수하게 나타냄을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 본 발명은 헬리코박터 파일로리의 생육 및 우레아제의 활성을 억제하는 유카 추출물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 상기 유카 추출물을 함유하여 헬리코박터 파일로리의 감염을 예방·치료에 도움을 주는 건강음료, 식품 또는 약학적 제재를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 헬리코박터 파일로리의 생육 및 우레아제 활성을 억제하는 위장관련 질병의 치료·예방을 위한 유카 추출물에 관한 것이다.
유카는 남북 아메리카에서 생육하는 용설란과에 속하는 식물로서, 류마치스·관절염 등의 민간약 및 식용으로 이용되고 있으며, 식용의 천연 향미제로 이용하는 것이 미국 식품의약국(FDA)에 의해 허가되었다. 이러한 유카는 다량으로 용이하게 재배 또는 채취가 가능하기 때문에 매우 저렴하게 구입할 수 있다.
본 발명에서는, 추출물 획득을 위한 재료로서 현재 유통되고 있는 유카분말이나, 유카즙의 수분을 증발시켜 만든 농축된 형태의 것을 사용할 수 있다. 유카분말은 유카를 수확한 후 건조 및 분쇄 등의 과정을 통해 100% 분말로 제조하며, 유카즙은 프레스 압착에 의해 제조되는데, 수분을 증발시켜 농축된 형태의 것이다.
유카 추출물은 증류수를 사용하여 열을 가하여 추출하는 열수 추출방법과 유기용매를 사용하여 추출하는 용매 추출방법을 사용하여 수득한다.
즉, 유카건조 분말 50 내지 150g에 정제수 또는 유기용매 800 내지 1000g을 가하여 70 내지 80℃에서 1 내지 3시간 동안 추출한 다음, 여과하여 유카의 저농도 추출물을 얻어 이를 감압농축한다. 이때, 유기용매로는 일반적으로 천연물 추출시 사용하는 에틸아세테이트(ethylacetate), 아세톤(acetone), 메탄올(methanol), 클로로포름(chloroform), 부탄올(buthanol) 등을 사용할 수 있으며, 이중 에탄올(ethanol)이 가장 적합하다.
상기 수득된 유카 열수 추출물 및 용매 추출물의 헬리코박터 파이올리 성장 및 우레아제 활성 저해도를 알아보기 위해 한국종균협회 부설 한국미생물보존센타에서 분양받은 헬리코박터 파일로리(수탁번호 KCCM 41351)를 사용한다. 항균 활성은 ㎖당 콜로니(colony)의 수를 측정하여 확인하고, 우레아제 활성 억제는 암모니아의 생성량을 측정하여 분석한다.
본 발명에 의한 유카 추출물을 파일로리 배양액에 첨가한 경우 저농도 첨가에 의해서도 수 백배의 파일로리 균주 생육 저해효과를 나타낸다(표 1 및 표 2).
또한, 본 발명에 의한 유카 추출물을 요소가 첨가된 파일로리 배양액에 첨가한 경우와 요소가 첨가되지 않은 파일로리 배양액에 첨가한 경우 모두 생육 저해효과가 확인되었다. 이에 의해, 본 발명에 의한 유카 추출물이 파일로리의 생육 및 우레아제 활성을 현저히 저해하는 효과를 보임을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 추출물은 헬리코박터 파일로리에 의해 발생하는 위암, 위궤양, 위염 등 각종 위장관련 질병의 치료·예방용으로 활용이 가능하다. 또한 본 발명에 의한 추출물을 함유하는 건강음료, 식품 또는 약학적 제재는 상기 각종 위장관련 질병의 치료·예방용에 유용할 것이다. 이때 적용할 수 있는 유카 추출물의 첨가량은 적절하게 결정할 수 있을 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 : 유카 추출물의 수득
① 유카 열수 추출물의 수득
유카 건조 분말 100g에 정제수 900g을 가한 다음, 70℃에서 2시간동안 교반하면서 추출하여 조추출액을 얻었다. 상기 추출물을 와트만 1번 (Whatman No. 1) 여과지(직경6㎛)로 여과한 다음, 감압농축 후 분쇄하여 분말상태의 유카 열수 추출물 40g을 수득하였다.
② 유카 용매 추출물의 수득
유카 건조 분말 100g에 50% 에탄올 2ℓ를 가한 다음, 70℃에서 2시간동안 추출하여 조추출액을 얻었다. 상기 추출물을 와트만 1번 (Whatman No. 1) 여과지(직경6㎛)로 여과한 다음, 감압농축 후 분쇄하여 분말상태의 유카 용매 추출물 38g을 수득하였다.
적용예 1 : 헬리코박터 파일로리에 대한 유카 추출물의 항균활성
실시예에 의해 수득한 유카 추출물에 의한 파일로리의 생육저해 효과를 확인하였다.
콜럼비아 혈액 한천배지에서 성장시킨 헬리코박터 파일로리 KCCM41351을 백금이로 긁어모아 0.9% 생리식염수에 109cfu/㎖이 되도록 현탁시킨 후, 멸균증류슈로 10배 희석하여 균주 희석액을 만들었다. 유카 열수 추출물을 각각 1,000㎍/㎖, 250㎍/㎖, 100㎍/㎖의 농도로 첨가하여 멸균한 100mM 인산 완충용액(pH 7) 9㎖에, 상기 균주 희석액 1㎖첨가하여 미호기성 상태에서 30분 동안 배양한 후, 배양액을 멸균 생리식염수로 연속 희석하였다. 상기 희석액 0.1㎖을 콜럼비아 혈액 한천배지에 접종하고, 37℃에서 72시간동안 미호기성 상태에서 배양한 후 콜로니수로부터 생존균수를 계산하였다. 공시험체(유카 무첨가)로는 유카 추출물이 포함되지 않은 인산 완충용액에 동일한 실험을 실시하였다.
상기 30분간 배양한 후의 균수를 측정하여 표 1에 나타내었다. 표 1에서 볼 수 있듯이 유카 열수 추출물의 농도가 100㎍/㎖로 저농도인 경우에 공시험체에 비해 약 280배의 생육억제 효과를 나타내었으며, 1,000㎍/㎖의 농도에서는 거의 모든 헬리코박터 파일로리 균주가 사멸됨을 알 수 있었다.
이상과 같은 결과로, 유카 추출물이 헬리코박터 파일로리 균주에 대해 매우 강력한 항균 효과를 지니고 있음을 확인하였다.
적용예 2 : 산성-요소 존재하의 헬리코박터 파일로리에 대한 유카 추출물의 항균활성
실제 위장내의 환경과 유사하게, 요소가 첨가된 산성조건에서 배양되는 헬리코박터 파일로리 KCCM41351에 대한 본 발명에 의한 유카 에탄올 추출물의 효과를 확인하였다.
콜럼비아 혈액 한천배지에서 성장시킨 헬리코박터 파일로리 KCCM41351을 백금이로 긁어모아 0.9% 생리식염수에 109cfu/㎖이 되도록 현탁시켰다. 상기 현탁액을 멸균증류슈로 10배 희석한 다음, 유카 에탄올 추출물을 100㎍/㎖의 농도로 첨가한 100mM 구연산-염산 완충용액(pH 2) 9㎖에 상기 균주 희석액을 1㎖첨가하여 미호기성 상태에서 30분 동안 배양한 후, 상기 적용예 1에서와 같은 방법으로 생존균수를 계산하였다. 공시험체로는 유카 에탄올 추출물이 포함되지 않은 완충용액을 사용하였다. 아울러 상기 각 실험군에 대하여 요소를 20mM 수준으로 가한 것과 가하지 않은 것을 분리하여 실험하였다.
헬리코박터 파일로리는 산성의 조건에서 우레아제를 이용하여 요소를 암모니아로 분해하고, 이로 인한 pH 상승으로 산성환경 하에서도 생존할 수 있게 되는데, 표 2에서 볼 수 있듯이 유카 추출물을 첨가하지 않은 공시험체에서는 요소가 존재할 경우 균의 생육이 200배 증가함을 알 수 있었다. 이때 유카 에탄올 추출물을 첨가하였을 경우 요소 첨가 유무에 관계없이 균의 생육을 저해함을 알 수 있었다.즉, 표 1 및 표 2에서와 같이, 유카 추출물은 균의 생육을 억제 할 뿐만 아니라 우레아제의 활성을 억제하는 효과를 지니고 있음을 확인할 수 있다.
적용예 3 : 유카 추출물의 우레아제 활성억제
본 발명에 의한 유카 열수 추출물이 우레아제의 활성에 미치는 영향을 확인하였다.
콜럼비아 혈액 한천배지에서 성장시킨 헬리코박터 파일로리 KCCM41351을 백금이로 긁어모아 0.9% 생리식염수에 109cfu/㎖이 되도록 현탁시켰다. 상기 현탁액을 멸균 생리식염수로 10배 희석하고, 상기 희석액 5㎖과 100mM 인산완충용액(pH 7.0) 5㎖을 혼합한 다음, 초음파 분쇄하고 4℃에서 5,000×g로 30분간 원심분리하여 상등액을 우레아제 조효소 용액으로 사용하였다.
요소의 농도가 20mM이 되도록 첨가한 100mM의 인산완충용액(pH 7.0) 9㎖과100mM의 구연산-염산 완충용액(pH 2) 9㎖에 각각 상기 조효소 용액 1.0㎖과, 유카 추출물을 100㎍/㎖이 되도록 첨가하였다. 이때, 공시험체로는 요소를 첨가하지 않은 것을 사용하였다.
상기 용액을 37℃에서 60분 동안 반응시킨 후 시험관에 0.5% 페놀-0.25% 소디움 나이트로프루사이드 용액 2㎖를 첨가하여 반응을 정지시켰다. 반응이 정지된 혼합액에 2㎖의 0.25% 수산화나트륨-0.21% 차아염소산나트륨 용액을 가하고, 56℃에서 6분간 정색반응을 진행시킨 후 625nm에서 흡광도를 측정하였다.
상기의 실험 결과를 기초로 염화암모늄 용액을 사용하여 표준곡선을 그려 암모니아의 생성량을 계산하여 우레아제의 억제효과를 산출하였다. 그 결과 표 3에서 보이듯이 산성조건에서는 우레아제의 역가가 나타나지 않았으며, pH 7.0에서도 10% 정도의 역가만을 보임으로써 광범위한 pH 조건에서 유카 추출물의 우레아제 활성억제 효과가 확인되었다.
이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 헬리코박터 파일로리의 생육 및 우레아제 활성을 억제하는 유카 추출물에 관한 것이다. 본 발명의 유카 추출물은 기존의 항생제의 문제점이던 내성문제를 해결하면서, 저렴하고 입수가 용이한 유카에서 많은 양의 유효물질을 얻을 수 있으며, 그 저해활성 효과도 매우 우수하였다.
본 발명에 의한 유카 추출물은 건강음료 및 식품 또는 약학적 제재에 첨가하여 사용함으로써 국민의 건강을 증진시키는데 크게 기여할 것이다.
Claims (5)
- 헬리코박터 파일로리에 대한 항균활성 및 헬리코박터 파일로리의 우레아제 활성억제 효과를 갖는 위장관련 질병의 치료·예방용 유카 추출물.
- 제 1 항에 있어서,열수 추출하거나, 유기용매 추출하는 것을 특징으로 하는 위장관련 질병의 치료·예방용 유카 추출물.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 유카 추출물을 함유하는 건강음료.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 유카 추출물을 함유하는 식품.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 의한 유카 추출물을 함유하는 약학적 제재.
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