KR20110123791A

KR20110123791A - 생물학 분자의 부위 활성화된 착물화 방법 및 물질

Info

Publication number: KR20110123791A
Application number: KR1020117023149A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 엘. 후앙; 긴 워
Original assignee: 메타액티브, 인크.
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2011-11-15
Also published as: TWI632856B; CN102421891B; SG10201502453SA; KR101790352B1; IL245765A0; US8586110B2; JP2012519690A; RU2571924C2; MY172676A; PH12015502712A1; IL214951A; HRP20200392T1; US20140161902A1; AU2010221579A1; JP2017061529A; AU2010221579B2; MX344857B; ZA201106974B; CN102421891A; US20130078322A1

Abstract

본 발명은 식물성 재료를 생산하고 사용하기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다. 상기 방법은 적용되는 경우에 활성산소 종의 안정한 공급원과 혼합되거나 산화-환원 효소 또는 촉매의 분리된 공급원과 혼합되는 생중합체 또는 이의 합성 등가물를 사용하는 것을 포함하며, 이는 증가된 단백질 결합 친화성 및 미생물의 조절 활성을 갖는 활성화된 생중합체의 형성을 유발할 것이다.

Description

생물학 분자의 부위 활성화된 착물화 방법 및 물질{METHOD AND MATERIAL FOR SITE ACTIVATED COMPLEXING OF BIOLOGIC MOLECULES}

본원은 2009년 3월 4일에 출원된, 미국 가출원번호 61/209,260, 발명의 명칭 "REACTIVE PLANT BASED ASTRINGENT"에 대하여 우선권을 주장하며, 모든 목적에 대하여 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 일반적으로 생체 적합 물질의 단백질 결합 친화성의 조절된 향상에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 국부적으로 향상된 산화 및/또는 단백질, 미생물 및 생물학적 조직의 가교 결합을 유발하기 위해, 동물, 식물, 세균의 효소, 및/또는 다른 촉매에 의해 식물 생중합체를 안정화시키고 활성을 조절하는 것에 관한 것이다.

수백만 년에 걸친 분지 진화에도 불구하고, 대부분의 모든 식물, 동물 및 병원균은 환경에 대한 방어를 위해 일부 공통적인 생화학적 법칙 및 전략을 공유한다. 이는 동물에서 병원균의 조절을 위해 유용하고 적합한 화합물의 풍부한 공급원을 갖는 식물을 만든다. 식물로부터 유래된 기능성 생화학 물질의 사용은 오랬동안 종래의 그리고 약초학에 대한 주성분으로 가졌고, 고도로 정제된 많이 복잡한 단백질 또는 중합체에 비해 동일한 종족 내에서 유전학적으로 멀리 있지 않는 종 간에서 원하지 않는 면역학 반응을 덜 촉발할 것으로 종종 고려된다.

대부분의 고등 유기체의 면역계는 특이성을 증가시키는 방어에 의해 감염을 방지한다. 가장 간단한 것은 세균 및 바이러스와 같은 병원균이 유기체에 진입하는 것을 방지하는 물리적 배리어(barrier)이다. 또한, 식물 및 동물은 특정 병원균에 대하여 유전학적으로 암호화된 반응 또는 병원균 화학 반응에 대한 다양한 비특이적 반응 중 어느 하나인 선천적인 면역계를 가진다.

식물은 일반적으로 두 가지 갈래의 면역계를 가진다. 첫 번째 경로로 미생물을 인식하고, 많은 부류의 미생물(비-병원균을 포함)에 흔한 분자에 대하여 반응하며, 이러한 기작은 산화물 배출(oxidative burst) 개시를 가능하게 하는 효소를 발생하는 ROS(활성산소 종)의 발현을 증가시킴으로써 이루어지지만, 이러한 직접적인 산화 반응은 에너지가 많이 들어가고 자가 독성을 방지하기 위해 엄격히 조절되어야만 한다. 많은 병원성 미생물(세균, 곰팡이, 원생동물문)은 ROS 배출에 대하여 대응책으로서 페록시다아제 또는 카탈라아제로 구성된다. 선천적인 면역계의 두 번째 경로는 세포가 손상되는 경우에 퀴논성 화합물 및 아미노산 간에 반응에 의해 개시되는 상술한 바와 같은 다성분 상처 반응(multi-component wound response)이다. 이러한 화합물은 보통 구획으로 분리되고, 생물계에서 협력하지 않는다. 식물에서, 세포 파괴는 폴리페놀 산화 효소(PPO)와 접촉하도록 다양한 페놀 화합물 및 활성산소 종을 유발하며, 서로 간에 그리고 세포 또는 임의의 미생물의 아미노산과 강력하게 연관되는 퀴논성 화합물을 형성하기 위해 페놀 화합물을 산화시킨다. 이는 식품의 갈변 및 변색, 단백질의 침전, 살균 활성, 수렴성, 음식 소화성의 변화 등과 같은 많은 생리적 현상에 영향을 미친다.

식물계에서 폴리페놀 산화는 공유 결합을 가능하게 하는 다수의 퀴논기를 갖는 산화된-폴리페놀(또한 o-폴리페놀, 산화된 생중합체, 폴리퀴논 및 퀴논성 화합물로 불림)을 생성한다. 일단 형성되면, 높은 친화성 o-폴리페놀은 단백질을 응축시키는 비산화된 폴리페놀의 수소결합 특징보다 훨씬 더 강력한 쇄 간 및 쇄 내 공유성 가교 결합을 자발적으로 형성한다. 식물계에서, o-폴리페놀 가교 결합은 건강한 조직들 간에 그리고 추가적인 공격에 대한 내화 실드(shield)를 형성하기 위해 세포 단백질에 손상을 가했다. 또한, 그들은 이들의 대사 경로에 강력하게 결합하고, 독성 효소를 불능화 하고, 병원균의 운동성을 저지함으로써 병원균 증식을 방지한다.

고등 척추동물은 추가적인 방어막을 지니며, 병원균을 만나기 이전에 강력한 즉각 면역 반응을 가능하게 하는 적응면역계를 지닌다. 병원균 상에서 소분자의 응집은 숙주 면역계에 대하여 병원균의 증가된 항원성을 갖는 큰 복합체를 생성한다. 각각의 병원균은 시크네쳐 항원(signature antigen)에 의해 "기억"된다. 항원은 신체에 한번 이상 감염되어야 하고, 이러한 특이적 기억 세포는 항원을 빠르고 효과적으로 제거하는데에 사용된다: 반면에, 이러한 맞춤 반응은 발달하는데에 많은 날이 걸릴 수 있다. 과도기에, 새로이 만난 항원에 대한 최초 방어, 특히 면역학적으로 결핍된 또는 미숙한 동물에서의 감염은 선천적인 면역계만을 의지하고, 종종 설사, 구토, 고열, 염증 등과 같은 부정적인 생리적 반응과 연관이 있다. 염증에 대한 이런 전신성 반응은 대사적으로 매우 비경제적일 수 있는 매우 많은 수의 면역 반응기의 발현이며, 또한 숙주에 치명적이기도 하다.

선천적인 면역계에 의해 확인되지 않은 전신성 반응과 연관된 대부분의 공통적인 위험 중 하나는 전염성 질병 또는 기생충에 의해 촉발된 설사 탈수증(diarrheal dehydration)이다. 설사 탈수증은 매년 20억 명의 인구 이상에 영향을 미치고, 제 3 세계 유아의 가장 흔한 죽음의 원인이며, 이에 의하여 150만 명 이상의 사람이 매년 죽는다. 수분 보충 이외에, 설사를 치료하기 위한 대부분의 노력은, 장의 운동성을 감소시키는 약물, 점막 투과성 개선제 또는 항생제 치료를 사용하는 것과 같이, 전신성 면역 반응에 의해 인간 점막 면역력을 증가시키는데에 초점을 맞추었다. 이러한 접근법은 제한된 성과를 가져왔으나, 원하지 않는 부작용의 위험을 보였으며, 이러한 부작용은 병원균 저항력, 또는 생리적 노쇠가 있다.

물, 표면 및 음식에 함유된 병원균과 연관된 질병의 억제를 위해 항생제 및 합성 화학적 항감염제의 대안으로 식물성 약품의 상업적 요구가 여전히 있다. 항생제 저항 질병의 폭발적인 증가는 인간 및 가축 둘 모두에 항생제의 과다사용과 연관이 있다. 많은 지역의 정부 및 국제 건강 기구는 불필요한 항생제의 사용을 폐지하라고 선언했으며, 특히 가축의 성장을 향상시킬 목적으로 부차적 치료(sub-therapeutically)로 사용되는 가축 사료에서 그러했다. 지금까지, 병원균을 안전하게 억제하기 위해 비용 효율이 적고 환경에 안전한 대안이 있다고 광범위하게 인식된다. 새로운 항균제의 공급원으로서 식물에 대한 지난 10년간의 연구는 특정 식물 화합물의 기계적 또는 용매 추출에 주로 초점을 맞추었고, 현재의 항생제 및 살균제의 기능과 일치하기 위해 필요한 효능, 안정성, 사용자 선호도 및 환경과 관련된 프로파일(profile)을 갖는 조성물을 생성하는데에 성공적이지 못했다.

본 발명의 목적은 생물학 분자의 부위 활성화된 착물화 방법 및 물질을 제공하는 것이다.

일 양태에서, 생화학적 조성물은 히드록실기를 갖는 분자를 함유하는 처리된 유체를 포함하되, 상기 히드록실기는 산화제 및 촉매로 히드록실기를 산화시킴으로써 상기 분자를 활성화하기 위한 활성화 메커니즘과 화합된다. 분자를 활성화시키는 것은 분자의 결합 친화성을 증가시킨다.

일 실시예에서, 상기 분자는 폴리페놀을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 분자는 중합체성 탄수화물 분자 또는 다당류 유도체를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 폴리페놀은 식물로부터 유래된다. 일 실시예에서, 상기 식물은 차나무(camellia sinensis)를 포함하거나, 석류 나무 또는 다른 폴리페놀 함유 식물을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 폴리페놀은 폴리페놀 함유 식물의 뿌리, 잎, 줄기, 나무껍질, 과일 또는 다른 조직으로부터 유래된다.

대안적인 실시예에서, 상기 분자는 탄닌, 리그닌, 플라보노이드, 히드록시코마린 또는 알칼로이드를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 분자는 적어도 인위적으로 합성된 부분을 포함한다. 일 실시예에서, 촉매는 카탈라아제, 페록시다아제, 페놀옥시다아제, 티로시나아제, 또는 금속 촉매를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 상기 촉매는 동물 세포에서 위치된다. 또 다른 실시예에서, 상기 촉매는 병원균에 의해 생성된다. 일 실시예에서, 병원균은 바이러스, 세균, 곰팡이, 진핵생물 또는 프리온(prionic)을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 산화제는 활성산소 종(ROS)을 포함한다.

또 다른 실시예에서, 활성산소 종은 과산화수소를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 활성산소 종은 무기 또는 유기 과산화물을 포함한다. 일 실시예에서, 활성산소 종은 과산화물제거효소, 글루코오스 산화효소, 과탄산염의 수화물, 또는 과산화 카바미드(과산화 요소)에 의하거나 안정한 활성산소 종을 생성하는 다른 간접적인 방법에 의해 오존 환원의 산물을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 처리된 유체는 폴리페놀 또는 다당류 유도체를 함유하는 건조한 혼합물로부터 제조된다. 또 다른 실시예에서, 활성화 메커니즘은 폴리페놀 또는 다당류 유도체가 용액 중의 효소 및 산화제와 접촉하는 경우에 개시된다. 일 실시예에서, 히드록실기는 활성화 후에 카보닐기가 된다. 대안적인 실시예에서, 분자는 히드록실 기의 활성화 후에 퀴논성기를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 분자는 히드록실기의 활성화 후에 병원균을 불활성화하는 효과를 가진다. 일 실시예에서, 산화제는 자유 라디칼을 생산한다. 대안적인 실시예에서, 활성화된 분자는 자유 라디칼을 생산한다.

제 2 양태에서, 조성물을 제조하는 방법은 식물로부터 생중합체를 얻는 단계 및 생중합체의 분자 결합 친화성을 증가시키도록 생중합체 상의 히드록실기를 활성화시키는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 생중합체는 폴리페놀, 다당류 유도체 또는 중합체성 분자를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 활성화 단계는 효소 또는 산화제와 접촉하도록 생중합체를 배치함으로써 수행된다. 또 다른 실시예에서, 방법은 동물의 단백질과 활성화된 생중합체가 가교 결합하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 방법은 생중합체 간에 가교 결합 구조를 형성하는 복수의 생중합체를 더 포함한다. 대안적인 실시예에서, 방법은 병원균과 생중합체가 결합하는 단계를 더 포함한다. 대안적인 실시예에서, 방법은 세포와 생중합체가 결합하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 바이러스와 생중합체가 결합하는 단계를 포함한다. 추가적인 실시예에서, 중합체가 다수의 병원균에 결합하는 단계는 응집을 유발하거나, 용액으로부터 미생물, 단백질 또는 단백질계 구조물의 제거를 유발한다. 또 다른 실시예에서, 결합 단계는 병원균의 증식을 중단시킨다. 일부 실시예에서, 활성화된 생중합체는 병원균의 물질 대사 경로를 차단할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 방법은 동물의 설사 증상을 활성화된 생중합체를 사용하여 치료하는 단계를 더 포함할 수 있다. 추가적인 실시예에서, 방법은 동물의 모든 손상된 조직을 활성화된 생중합체를 사용하여 치료하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 히드록실기를 활성화시키는 단계는 동물의 부위 상에서 효소에 의해 촉발된다. 일 실시예에서, 히드록실기의 활성화는 효소의 외인성 첨가에 의해 달성된다. 대안적인 실시예에서, 방법은 산화제와 반응하는 산화 환원 효소 또는 환원 화합물을 제거하거나 불활성화시키는 단계를 더 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법은 병원균의 침입을 방지하도록 , 동물의 단백질과 생중합체를 가교 결합시킴으로써 배리어(barrier)를 형성하는 단계를 더 포함한다. 추가적인 실시예에서, 방법은 가속화된 상처 치유를 촉진하기 위해 동물의 단백질과 생중합체를 가교 결합하는 단계를 포함한다.

제 3 양태에서, 국부화된 반응을 용이하게 하는 방법은 첨가된 활성산소 종이 생중합체 상의 히드록실기의 반응 근접에 국부화되는 단계, 생중합체의 히드록실기를 활성화시키는 단계, 및 생중합체를 표적 부위에 적용하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 생중합체는 폴리페놀 또는 다당류 유도체를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 활성화 단계는 효소와의 만남(encountering)를 유발함으로써 달성된다. 또 다른 실시예에서, 활성산소 종은 과산화 수소를 포함한다. 일 실시예에서, 방법은 생중합체를 함유하는 용액에 과산화 수소를 첨가함으로써 히드록실기의 반응 근접에서 과산화수소의 밀도를 증가시키는 단계를 더 포함한다. 대안적인 실시예에서, 생중합체는 다수의 히드록실기를 포함한다.

제 4 양태에서, 조절된 화학 물질 전달 방법은 기선택된 화학 물질을 함유하는 생분자를 제조하는 단계 및 동물 조직을 통한 생분자의 침투율을 조절하기 위해 생분자의 크기, 중량 또는 이들의 조합을 선택하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 화학 물질은 페놀성 화합물을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 화학 물질은 퀴논성 화합물을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 생분자는 식물로부터의 추출물 중 일부 양을 포함한다. 일 실시예에서, 분자의 제조 단계는 분자를 단리하는 단계를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 선택하는 단계는 추출하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 동물에 생분자의 적용이 동물의 조직으로부터 독성 반응을 유발하지 않도록, 침투율은 중간이다. 추가적인 실시예에서, 동물에 생분자의 적용은 동물계로부터 면역 반응의 외부 자극을 감소시킨다. 일 실시예에서, 생분자의 섭취는 동물계에서 성장을 위한 영양의 활용을 개선한다.

도 1은 본원의 실시예에 따른, 페놀 단위를 퀴논으로 전환하는 몇 단계의 반응 경로를 도시한다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따라 제조된 조성물을 도시한다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 식물성 조성물을 제조하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른, 용매를 사용하여 환원제/효소를 불활성화하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 환원제/효소를 열적 불활성화하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 일부 실시예에 따른 식물성 조성물의 적용을 도시한다.

본 발명은 신규한 생체 활성 조성물을 포함한다. 일 양태에서, 생체 활성계는 활성산소 종(ROS)의 안정한 공급원 및 산화-환원 효소 또는 촉매의 분리된 공급원과 혼합된 생중합체 또는 합성 등가물을 포함한다. 물질의 조합은 증가된 단백질 결합 친화성 및 미생물 조절 활성을 갖는 산화된 생중합체의 형성을 유발할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는 수렴성 및/또는 살균성 성질을 갖는 식물성 재료 및 활성 전구체의 혼합물을 안정한 용액 중에 함유한다. 상기 용액은 분해를 유발하는 방식으로 반응하기 위해 다른 성분을 유발할 수 있는 효소 및 촉매 물질을 실질적으로 함유하지 않는다. 이런 식물성 살균 재료 및 활성화 전구체의 혼합물은 산화 라디칼을 방출하고, 실질적으로 향상된 수렴성 및 살균성 성질을 갖는 활성 식물성 재료를 형성하기 위해 동물, 식물 또는 미생물 세포의 다양한 효소에 의해 촉진된다. 산화 라디칼의 방출 및 활성 식물 재료의 형성은 촉매성 생물 효소원으로 일반적으로 국부화되며, 이렇게 하여, 최대 효과를 위하여 촉발성 생물 독립체 또는 재료 부근에서 이러한 활성을 집중시킨다. 또한, 촉발성 촉매는 금속과 같은 비-생물 유래일 수 있으며, 이러한 비-생물 유래는 식물성 재료의 자가 산화를 유발하기 위하여 활성 전구체를 이의 활성화된 형태로의 환원을 유발한다.

대안적인 실시예에서, 생체 활성 및 살균 시스템은 폴리페놀과 같은 식물성 재료의 혼합물을 함유한다. 당해 분야의 통상의 기술자는 임의의 고분자, 중합체, 소분자의 집합, 세포막 단편, 다수의 노출된 페놀성 단위체 및 활성화 전구체(예, 과산화수소와 같은 산화제)를 함유하는 가교된 화합물 또는 이들의 조합이 사용가능하다는 것을 인식할 것이다.

다른 실시예에서, 활성제 재료는 오존 또는 퍼옥손(peroxone)을 함유한다. 일부 실시예에서, 식물 재료는 과산화수소를 자연적으로 발생하는 공급원일 수 있다. 반면에, H₂O₂의 내생 농도는 매우 가변적이고, 식물 재료의 처리과정에서 일반적으로 소실될 수 있다. 일부 실시예의 유리한 양태 중 하나는, 활성화 전구체로서 산화제의 공급원이 외인성으로 첨가된 과산화수소, 오존, 퍼옥손 또는 다른 상업적 산화제에 이를 수 있다는 것이다.

일부 실시예에서, 페놀 단위체는 산화제와 반응할 수 있는 1개 내지 3개의 히드록실기를 보유할 수 있다. 따라서, 고분자(macromolecule)를 함유하는 페놀기는 실질적으로 100개 내지 1000개 또는 그 이상의 히드록시기로 구성될 수 있다. 이런 히드록시기의 고밀도 분자 클러스터(cluster)는 다양한 다른 비-공유결합 기회, 전하 인력, 및 페놀 단위에 가까이에서 그리고 반응 근접 내에서 과산화수소 분자에 대하여 물리적 격리를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 격리는 안정성을 유지하고, 이와 동등한 비-격리된 성분보다 낮은 농도 용액에서 폴리페놀성 기질의 반응 근접 내에서 과산화수소의 포화를 향상시키는 신규한 방법을 제공한다. 격리는 폴리페놀 히드록실 작용기의 실질적인 부분과 과산화수소 분자 사이에 분자 간 인력을 밝히기 위해 물 중에서 충분히 높은 농도의 과산화 수소를 혼합한 결과일 수 있다. 격리를 증가시키는 것은, 적절한 효소와 만나는 중합체 상의 높은 친화성 결합 부위의 가능한 수를 증가시키는 반면에, 가열, 자외선 노출, 오염물질의 감소 및 자발적인 분해로 인한 산화제 소실을 현저히 감소시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 식물 재료의 조질 추출물 중 일부 양은 카탈라아제, 페록시다아제, 불균등화효소, 당산화제 또는 이들의 조합과 같은 효소로 처리되는 일부 변성된 활성산소 종(ROS)으로 구성된 식물 세포의 단편을 포함하며, 상기 식물 재료의 조질 추출물 중 일부 양은 과산화수소 격리 구조로서 기능할 수 있다. 이러한 ROS는 과산화수소(H₂O₂), 초과산화물(O₂ ^-), 일중한산소(¹O₂ ^*) 및 히드록실 라디칼(·OH)을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 활성화 전구체는 용해된 오존(O₃)의 분해에 의해서 또는 활성 불균등화효소에 의해 H₂O₂로 전환시킴으로써 생성될 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 활성화 전구체는 지방산 과산화물과 같은 임의의 초과산화물의 효소성 전환에 의해 생성될 수 있다.

페놀 단위에 기여하는 조성물 성분은 폴리페놀 및/또는 합성 식물 또는 동물 유래인 임의의 이종 또는 동종 고분자를 함유할 수 있다. 일부 실시예에서, 폴리페놀은 두 개 이상의 페놀기를 함유한다. 대안적인 실시예에서, 폴리페놀은 30개 이상의 페놀기를 함유한다. 다른 실시예에서, 폴리페놀은 100 내지 10,000개의 페놀기를 함유한다. 당해 분야의 통상의 기술자는, 조성물이 본 명세서에서 설명된 소정의 특징을 함유하는 한(예를 들어, 흡수율이 중간 정도) 임의의 수의 페놀기가 조성물 중에 함유될 수 있다고 인식될 것이다.

본 명세서에서 설명된 식물성 재료는 폴리페놀, 리그닌, 다당류 및 퀴논으로 변환될 수 있는 카보닐기에 의해 대부분 종료되는 다른 거대 분자 재료 또는 구조를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 식물성 재료는 어디에나 있는 천연의 적절한 재료이기 때문에, 효과적인 용액은 상이한 종 중 방대한 종류의 상이한 식물 조직으로부터 처리될 수 있다.

식물원으로부터 항균성 화합물을 얻는 것에 대한 전형적인 문헌은, 상업적 적용을 위해 살아 있는 식물 조직, 특히 동물 또는 다른 식물 시스템의 상처 반응 화학을 이용하기 위한 종래의 방법을 제공하지 않는 방식으로 유기 분자의 기계적 또는 용매 추출을 필요로 한다. 상업적 처리과정, 병원균의 공격, 초식동물, 환경 손상에 의하거나 자연적인 분해에 의한 세포의 분열은 반응을 촉발하고, 매우 짧은 기간에는 쓸모가 없는 항균 화합물을 만든다.

폴리페놀은 식물에 의해 생산된 방대한 영역의 유기 중합체를 구성하고, 식물의 상처 반응에서 중요한 기질이다. 이러한 중합체는 항균 화합물을 형성하기 위해 일부 산화성 전환을 거칠 수 있지만, 약간 다른 성질을 보일 수 있다. 또한, 다당류는 일부 산화적 변환 단계, 항균성 및 상처 봉합 가능성을 갖는 생접착성을 형성하는 단계를 거칠 수 있고, 효과적인 퀴논 유사체일 수 있다.

기초적인 과정은, 다수의 직접적이고 간접적인 효소에 의한 매우 반응성이 좋은 중간체의 형성을 수반할 수 있는 복합적인 일련의 화학 반응에 기초를 둔다. 산화 환원 효소는 일반적으로 활성산소 종의 공급원의 존재하에서, 방향족 중합체의 히드록실(OH) 작용기를 카보닐기(=O)로 전환하는 몇몇의 가능한 양상을 갖는 이러한 화학적 캐스케이드(cascade)를 매개할 수 있으며, 상기 카보닐기는 고 강도 생물 구조 및 항균 방어의 원인이 되는 공유 결합을 형성한다. 카보닐기는 산소원자에 이중결합된 탄소 원자를 함유하는 작용기이다: C=O. 케톤기는, 카보닐기 각각이 카보닐기의 탄소 원자와 두 개의 다른 탄소 원자가 결합하는 카보닐기(C-C(=O)-C)를 함유한다. 일부 구체적으로 관심 있는 기질은 유기 분자를 형성하는 다수의 방향족 서브유닛을 갖는 화합물을 포함하되, 상기 화합물은 이중 결합의 임의의 배열 중의 >C(=O)기를 갖는 완전히 콘쥬게이션된 고리화 다이온(dione) 구조를 갖으며, 상기 이중 결합은 폴리시클릭 및 헤테로시클릭 유사체를 포함하며, 이러한 이중 결합은 친핵성 아미노산 및 단백질에 대하여 공유 결합을 형성한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "퀴논성"은 임의의 수의 카보닐기를 갖는 서브유닛을 함유하는 임의의 화합물을 포함한다.

전환되거나 산화된 히드록실 서브유닛은 헤테로중합체 또는 호모중합체에서 다수의 퀴논 및 세미퀴논의 증가된 결합 친화성 특성을 보인다. 산화 작용은 폴리페놀의 작용기 부분에서만 이루어질 수 있다. 이러한 산화된 폴리페놀의 전형적인 이종의 특징은 일부 기본적인 폴리페놀 성질을 보유하면서 퀴논성 활성을 보일 수 있다. 거시 구조(gross structure), 3차 형태 및 분자량의 차이는 상이한 단백질에 대하여 상이한 친화성을 야기할 것이며, 증가된 거시 혼합물 또는 분자 내의 일정하지 않은 모양은 보다 넓은 스펙트럼 잠재성을 제공한다.

많은 생물학적 가교 결합 활성에서 일시적인 보조인자(cofactor)로서 식별되는 것 이외에, 퀴논 단량체는 매우 강한 살균 효과를 갖는다고 오랫동안 알려져 왔다. 안정한 자유 라디칼의 공급원을 제공하는 것 이외에, 퀴논은 단백질 중의 친핵성 아미노산과 비가역적으로 복합체를 형성할 수 있으며, 종종 단백질의 불활성화를 가져오고 관련된 생물학적 기능의 손실을 가져온다. 이런 이유 때문에, 퀴논성 화합물의 잠재적인 항균 효과는 뛰어나다. 매생물의 균체에 있을 법한 표적물은 표면-노출 점착물, 세포벽 폴리펩타이드, 운동성 반응기(motility effector) 및 막-결합 효소이다. 또한, 퀴논은 미생물에게 도움이 되지 않는 기질을 부여할 수 있다.

식물-유래 항균물질로서, 퀴논의 가능성 있는 독성 효과는 철저히 검사되어야만 한다. 일부 퀴논은 5 내지 6 로그 희석에서 항균 물질이 효과적이지 않다는 것이 증명되었다. 퀴논 단량체는 조직에 쉽게 침투하고 이들의 의료적 사용을 제한할 수 있는 독성을 보이는 작은 분자이지만, 폴리퀴논성 화합물은 다수의 퀴논성 단편을 생중합체, 화합물 분자 또는 합성 유사체에 함유한다. 충분한 분자량 및 크기의 폴리퀴논성 화합물은 고등 유기체에 대한 감소된 독성 가능성에 상응하는, 감소된 침투성 흡수를 가질 수 있다.

퀴논 화합물의 살균 활성에 대한 연구는 1900년대 초반에 시작되었지만, 1940년 때까지 잘 이해되지 않았다. 퀴논 및 많은 다른 단백질(예를 들어, 난백 알부민(egg albumin), 카세인, 말 혈청 및 펩톤)간의 발색반응의 포르말린 억제는 반응이 퀴논과 단백질의 아미노기 사이에서 주로 이루어진다는 것을 나타낸다. 폴리퀴논만을 사용한 살균 메커니즘은 세 개의 기본적인 형태를 가질 수 있다: 세균성 단백질과의 공유 결합 반응, 병원균에 저항성이 있는 배리어를 수렴적으로 형성하기 위해 파열된(ruptured) 세포 시토-단백질의 가교 결합, 및 포유류의 피막에 산화 손상을 유발하는 과산화물 및 자유 라디칼을 생성하는 REDOX 순환 방식.

1940년 Pryor에 의해, 페놀 산화 작용의 주요한 산물은 o-디페놀이라고 밝혀졌다. 이 산물은 산소 라디칼의 존재하에서 또는 페놀 산화 효소에 의한 효소 전환에 의한 자가산화에 기인할 수 있다. 또한, 페놀 산화 효소(예, L-도파: 산소 산화 환원 효소; EC 1.14.18.1)는 폴리페놀 산화효소로 알려져 있고, 티로시나아제(예, 리실 산화 효소; EC 1.4.3.13)는 o-디페놀로 모노페놀의 산화를 촉진하고 이후에 상응하는 o-퀴논으로 o-디페놀의 산화를 촉진하는 구리-함유 단백질이다. 페놀 산화 효소는 동물계에서 널리 퍼져 있을 뿐만 아니라 식물, 곰팡이 및 원핵생물에도 광범위하게 퍼져 있다. 또한, 곤충은 고강도 알 케이싱(egg casing), 보호막 및 생사 구조(silk structure)의 빠른 형성을 위한 경화에 사용한다.

그들은 수백만 년의 분지진화의 결과임에도 불구하고, 식물, 곰팡이, 세균에서 발견되는 과산화 효소, 폴리페놀 산화 효소, 라카아제 등 및 미엘로퍼옥시다아제, 락토퍼옥시다아제 및 다른 동물 조직으로부터 유래된 모든 과산화 산화 효소와 같은 과산화 효소를 포함하는 산화 효소와 매우 가까운 구조상의 유사성은, 동일한 기본적인 생물학적 목표를 달성하기 위해 필요하다는 것을 시사한다. 이런 기능상의 유사성은 생물계 또는 생물 문 전반에 걸쳐 폴리페놀의 조절된 산화를 촉발하는 신규한 방법으로서 활용될 수 있다.

예를 들어, 티로시나아제는 멜라닌 색소의 형성 단계를 촉진하는 몇몇의 다른 산화 환원 효소와 함께 페놀 산화 효소과의 핵심 효소이다. 포유류에서 티로시나아제는 경화작용, 멜라닌화, 및 곤충 중의 항균 펩타이드의 생산을 유발하는 페놀 산화 효소의 화학적 캐스케이드와 기능적으로 유사하다.

과산화수소는 효소에 의한 폴리퀴논의 생성에 수반되는 활성산소 종의 가장 흔한 생물학적 공급원 중 하나이다. 이것은 살아있는 수많은 식물의 조직에서 상당량 발현된다. 이것은 손상된 조직에서 발생하는 폴리페놀 산화 과정을 소멸시키는 어디에나 있는 물질 대사 산물 및 핵심 개시제이다. 산화제(H₂O₂) 자체 및 이의 효소 매개 반응 산물, 폴리퀴논 둘 다는 강력한 수렴성 성질도 갖는 폴리퀴논과 함께 항균성이다. 이들은 많은 신선한 식물 재료를 상처 드레싱으로 전통적인 의약적 사용이 가능하게 하는 기본적인 화합물이다. 반면에, 신선 편이(fresh cut) 식물 조직의 부근 안에서 항균 가능성은 상처 난 식물 조직에서 이러한 화합물의 일시적인 성질 때문에 몇 분 내에 대체로 저하된다.

식물 재료, 산화제 및 효소의 혼합물은 다양한 공업적 및 상업적 용도를 위해 산화된 폴리페놀 및 탄수화물을 생성하는데에 사용되었지만, 생물학적 시스템에 영향을 미치기 위한 촉매 또는 효소의 분리된 공급원을 제공하는 표적물에 적용하기 위해서 산화제와의 안정한 조합을 허용하도록 변성되거나 제거되는 효소를 갖는 식물 재료의 조성물은 신규하다.

생물학적 시스템에 사용하는 식물 재료 및 산화제의 조성물을 설명하는 참조 문헌은 제한된다. US 2002/0034553은 진피 상처 상의 혐기성 세균에 대하여 적합하지 않은 조건을 생성하기 위하여 산소화의 공급원으로서 수소 또는 과산화 아연을 전달하는 농축 수동 담체(thickened passive carrier)로서 알로에 베라 젤 및 아이리쉬 모스를 설명한다. 미국특허 제5,260,021호는 콘택트 렌즈 등에 대한 살균제로서만 사용하기 위하여 산소를 함유하는 운반체로서 과산화수소-함유 젤 연고를 개시한다. 미국특허 제4,696,757호는 표면 절단을 치료하고 모발을 탈색하기 위한 과산화수소 함유 젤을 설명한다. 이러한 특허 중 어느 것도 과산화수소와 폴리페놀 성분과 같은 산화제의 혼합에 대한 기준을 제시하지 않으며, 이 둘 간의 반응을 유발하거나 가능하게 하는 취지도 함께 제시하지 않는다.

고등 식물 생리, 과산화수소, 폴리페놀, 단백질 및 산화 환원 효소는 살아있는 세포로 구조화된 세포질, 세포 기관 및 막 구조에서 분리된다. 감염, 부상, 파쇄(crushing), 분쇄(pulverizing), 건조, 인실링(ensiling) 또는 다른 물리적 손상 과정에 의한 세포의 파괴는 이러한 성분의 유용한 반응 가능성의 혼합 및 소모를 야기한다. 식물 추출에 대한 현재 기술은 이렇나 성분의 안정한 조합을 포착하기 위한 명백한 방법을 제공하지 않는다. 따라서, 식물 내에서 산화된 폴리페놀 시스템의 기능에 대한 발견 및 문서화가 시작된 지 50년이 지났음에도 불구하고, 식물 건강 및 농업 산업이 다-분자(multi-molecular) 화학이 성공적으로 상업화되지 않았으며, 대신에 단순히 포장되거나(packaged) 추출될 수 있는 선천적으로 안정한 영양상의 및 약학상의 분자의 포착에 초점을 맞춘 것은 놀라운 것이 아니다.

식물 과학 내에서 효소적으로 산화된 폴리페놀의 현저한 이해가 있지만, 안정한 탈체 방법 및 복원, 복제, 또는 생체 내 식물 생화학의 맥락 외에 동물 생리학 또는 다른 생물학적 응용에 사용하기 위해, 이런 폴리페놀 산화 시스템의 능력을 향상시키는 조성물에 대한 참조 문헌이 존재하지 않는다.

식물계의 환경과 관련된 인터페이스 및 면역학적 필요는 동물의 것과 많은 방법으로 유사하다. 잎 큐티클(cuticle), 과일 껍질 및 씨앗 겉껍질과 같은 외부 식물 조직은 병원균 및 물리적 스트레스에 대하여 방어하도록 구성되는, 인간 진피 및 점막과 유사한 살아있는 조직이다. 또한, 동물 및 식물은 상처에 대항하는 일부 유사한 메커니즘을 가진다. 따라서, 식물에서 사용되는 생화학적 메커니즘은 동물에 적용될 수 있다.

또 다른 양태에서, 안정한 생화학적 시스템을 생산하는 방법은 활성 환원제, 효소 또는 촉매가 없는 조성물에서 안정한 폴리페놀 기질을 추출하는 단계, 적절한 산화 환원 효소 또는 촉매의 분리된 공급원에 적용되거나 혼합되는 경우에, 산화 반응의 개시 및 전파를 촉진하는 활성산소 종의 농축된 공급원과 폴리페놀 기질을 혼합하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일부 실시예에 따른 조성물은 폴리페놀의 히드록시 작용기의 밀접한 반응 근접 내에 농축된 산화제의 격리 또는 안정화를 밝히기 위해, 충분히 고 농도 중의 과산화 수소를 수성 식물 생중합체 용액 안에 도입한다. 격리된 산화제는 희석물에 도입되는 경우에 생중합체로부터의 확산을 견딘다. 활성화된 형태로 생중합체의 전환을 직접적으로 또는 간접적으로 매개하는 산화 환원 효소 또는 다른 초개성 물질의 공급원을 제공하는 표면, 조직, 유기체, 코팅 또는 용액에 접촉할 때까지 단백질에 대해 실질적으로 반응성이 없는 산화제-폴리페놀 조합을 제공하도록, 환원제는 제거되거나 산화제-폴리페놀 조합을 함유하는 제형으로 변성된다.

또 다른 양태에서, 조성물은 동물 유래의 효소에 의해 매개된 산화된 생중합체의 효율적인 표적-특이적 형성을 함유한다. 이런 메커니즘은 동물 신체 관(tract) 또는 조직에 의학적으로 및 상업적으로 유용한 효과를 가져올 수 있다. 이러한 효과는 기본적인 식물 상처 반응과 유사하다. 수반된 많은 생화학적 반응은 충분히 연구되었지만, 여전히 완전히 이해되지 않았다. 그럼에도 불구하고, 효소에 의한 활성화의 정보로서 동물 생리학 또는 병원균에 대한 산화제 및 폴리페놀의 안정화된 조합을 안정화하고 적용하는 것에 대한 선행 문헌이 존재하지 않는다. 많은 식물, 세균, 및 라카제와 같은 곰팡이 중의 작용 효소와 복합체를 형성하는 일반적인 페놀 또는 페놀 산화 효소는 카탈라아제, 페록시다아제와 같은 일반적인 동물 효소에 기능적으로 유사하며, 또한, 이들은 단백질 중의 아미노산에 대하여 향상된 친화성을 갖는 퀴논기의 형성을 유발할 수 있다.

일부 실시예에서, 제조된 용액은 종래의 일반적인 식물 추출물에 갖는 이점보다 더 많은 현저한 실용적인 이점을 가진다. 이러한 이점은 증가된 수 용해성 및 전달가능성, 넓은 pH 안정성, 높은 온도 안정성, 예측 가능한 효능, 낮은 동물 독성, 그람 음성 및 그람 양성 세균의 광범위 스펙트럼에 대한 낮은 최소 억제 농도, 적은 악취 및 맛, 원자재의 사용 효율, 및 환경과 관련된 분해 산물의 결핍을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예는 수백만 년을 넘게 환경의 병원균과 함께 공진화되어 온 식물 방어 메커니즘을 모방한다. 활성화된 생중합체의 비특이적 단백질 결합 작용은 미생물의 불활성화를 유발할 수 있는 다수의 활성을 함유한다. 모두는 종래의 살균 작용 또는 항생 물질의 작용과 근본적으로 다르고, 항생 물질의 필요량 이하의 사용과 관련되고 환경 오염물질과 관련된 방식으로 저항력을 촉진할 것이라고 거의 보이지 않는다.

산화된 폴리페놀은 몇몇의 생물학적 메커니즘의 작용을 가질 수 있다. 하나의 이러한 폴리퀴논성 분자는, 병원균 및 자극물에 대하여 내화성 배리어를 형성하기 위하여 화합물이 가교 되고 손상된 유기체의 아미노산 및 단백질을 농축시킬 수 있도록, 밀집되고 희석되지 않은 모집단에서 몇몇 내지 수천의 결합 부위를 함유할 수 있다. 화합물은 결합될 수 있고, 물질 대사 경로의 현저한 교란 및 불활성화를 유발하고 병원균의 독성 효과를 유발한다. 그들은 병원균이 증식하는 것을 방지하기 위하여 병원균을 물리적으로 응집시키거나(agglomerate), 동조시키거나(entrain), 고정시킬 수 있다. 또한, 퀴논성 또는 페놀성 형태는 병원균 막 손상 및 세포 용해를 유발하기 위하여 산화적 라디칼 방출을 유발할 수 있다. 또한, 그들은 통증 및 염증 반응에 이유가 되는 수용체를 차단할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 생성된 폴리페놀은 개개의 용해성 중합체, 화합물 분자, 고분자 집괴(conglomerates) 또는 단백질이나 세포의 단편을 갖는 응집물(aggregates)일 수 있다. 산화제의 격리를 안정화하는 것은 수소 친화성, 전자 공유로부터 생기거나, 큰 규모의 모세관 현상으로부터 생긴다.

많은 상황에서, 광범위한 병원균에 대하여 생-활성/생물학적 이용가능성을 최대화하기 위하여 활성화된 생중합체의 이종 혼합물을 촉진하는 것이 이로울 수 있다. 다수의 식물 재료로부터 추출된 폴리페놀의 조합은 결합 스펙트럼을 더 넓히는 역할을 할 수 있다. 일부 경우에서, 모든 페놀 서브유닛이 퀴논 전환을 겪는 것이 아니고, 기질은 퀴논성 성질 이외에 비산화된 화합물의 특징 및 성질을 보유할 수 있다.

당해 분야의 통상의 기술자는, 많은 다른 천연 또는 합성 유기 중합체가 폴리페놀이 있는 곳에서 사용되거나 폴리페놀과 혼합될 수 있는, 다수의 카보닐 또는 퀴논성 작용기를 형성하도록 산화될 수도 있다고 이해될 것이다.

일부 양태에서, 비-식물의 효소는 폴리페놀의 산화를 촉발하는데에 사용된다. 이는 다른 방식에 의해 거의 접근할 수 없는 타협 조직(compromised tissue)에 반응하지 않은 재료를 전달하기 위하여, 수동적으로 횡단하는 동물 신체 관(passively traverse animal body tract)에 안정한 폴리페놀-산화제 용액을 도입하는 것을 허용하며, 그렇게 함으로써 유용한 조성물의 효과적인 생물학적 이용가능성을 증가시킨다. 표적 촉진된 퀴논 형성은 타협 조직에 가장 근접한 비특이적 생화학 반응을 억제하며, 그렇게 함으로써 거시 조직 또는 침투성 상호작용의 원치않는 효과의 위험을 감소시킨다.

동물계 및 식물계 중의 기능적으로 동등한 효소의 존재는 비-식물의 적용에 대하여 효소 매개 폴리페놀 반응의 새로운 변환을 가능하게 한다. 예를 들어, 고등 척추동물의 G.I. 관은 2개의 상이한 유형의 페록시다아제를 갖는다. 제 1 유형은 면역계 호산구로부터 분비되는 랫트 및 돼지의 소화 점액 모두에서 발견되는 용해성 페록시다아제를 포함한다. 제 2 유형은 상처에서만 방출되는 G.I. 점막세포에서 발견되는 불용성 페록시다아제를 포함한다. 제 2 유형의 페록시다아제는 식물 상처 반응 중 폴리퀴논 형성에서 수반되는 페록시다아제에 기본적으로 기능상의 등가물이고 건장한 조직에 대해 수동성을 유지하면서 손상되거나, 취약한 또는 감염된 세포에 직접적으로 근접하여 퀴논성 활성을 부위 특이적으로 촉발할 수 있다.

이러한 안정한 폴리페놀-산화제 조성물은 소화관, 기도, 요로, 생식관의 조직 병소(lesion) 또는 염증성 점막에 유용한 생화학적 효과를 갖거나 고등 동물 내에서 다른 점막의 상호접촉에 유용한 생화학적 효과를 가진다. 용액 중의 조성물의 섭취는, 산화 환원 효소가 폴리퀴논성 활성을 촉진할 손상된 세포 또는 감염 부위로 조성물을 수동적으로 전달할 것이다. 폴리퀴논은 가교 결합될 것이고 보호 배리어 안으로 손상된 숙주 세포의 세포 단백질을 농축시킨다. 표면 단백질, 효소, 수용체, 및 물질 대사, 독성 및 운동성에 중요한 구조에 대한 비-특이적 고-친화성 결합은 병원균의 광범위 스펙트럼을 고정시키고 불활성화시킨다. 또한, 병원균의 응집체는 숙주의 면역 반응을 되살리기 위하여 잠재적인 항원성을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 양태에서, 영향받은 조직에 대하여 강력하지만 국부화된 수렴작용은 유체 삼출물을 감소시킬 수 있다. 소화계에서 고농도의 탄닌 및 다른 폴리페놀로부터 비-국부화된 거시 수렴성은 영양상의 흡수를 방해하는 것으로 알려져 있고 점막의 손상을 유발할 수 있으며; 이와 대조적으로, 퀴논성 성질의 표적-국부화된 활성은 이러한 우려를 최소화한다.

일부 양태에서, 조성물은 새로운 생체활성 미생물 조절 및 조직 보호 시스템을 포함한다. 생체활성 재료 및 활성 전구체의 혼합물은 동물, 식물 또는 미생물의 균체의 다양한 효소에 의해 촉진된다. 만일, 활성 효소가 관심 있는 조직, 예를 들어 상처난 또는 감염된 조직과 관련되면, 활성화되지 않은 조성물의 섭취 또는 적용은 타협 조직으로의 길을 허용할 뿐만 아니라 신체 관의 깊은 곳으로의 길 또한 허용할 것이다. 표적 조직에 대하여 부위 특이적으로 산화 라디칼의 방출 및 활성화된 식물 재료의 형성은 생물학적 이용 가능성을 증가시키고, 다른 조직과 부수적인 상호작용을 감소시키기 위한 효소 원에 가장 가까이 근접하여 향상된 활성을 억제한다.

실시예의 일부에서, 생체 활성 식물성 재료는 폴리페놀 또는 임의의 생-분자, 합성 중합체, 소 분자의 응집물, 세포의 단편, 또는 수만의 노출된 반응 부위를 포함하는 화합물의 가교 결합된 기일 수 있다.

많은 식물은 적절한 폴리페놀의 비싸지 않은 공급원으로서 사용될 수 있다. 차나무 잎은 흔한 경작원으로 구할 수 있고, 낮은 천연 독성을 보이고, 높은 수용성 폴리페놀 함량 때문에 식물 원료의 좋은 공급원일 수 있는 예이다. 폴리페놀의 플라보놀기(비산화된 카테킨)는 차나무의 건조한 잎 중량의 최대 30 %로 구성되며, 이는 경제적인 공급원이 되게 한다. 또한, 효과적인 항균 수렴 조성물은 수많은 다른 식물종 및 호밀 씨앗, 녹두, 일본 무 껍질(daikon skin), 석류피, 원귤나무, 알로에 베라 껍질, 기둥 선인장(organ pipe cactus), 오배자, 오레가노 잎(oregano leaves), 감 과일(persimmon fruit), 밀 씨눈(wheat germ), 보리 씨앗(barley seeds), 및 커피 열매를 포함하는 구조로부터 생산되었고, 이들은 식물계에서 흔한 식물 방어 메커니즘 유형을 보여준다.

일부 양태에서, 식물 재료로부터 폴리페놀 기질을 추출하는 방법은 안정한 제형, 저장, 및 활성 산화 환원 효소 또는 다른 환원제를 실질적으로 함유하지 않는 추출물을 가지는 것에 의한 전달을 가능하게 한다. 본 발명의 일부 양태는 활성 폴리페놀 산화 효소를 함유하지 않는 식물 생중합체 성분을 얻기 위하여 식물 원료의 열적 또는 용매 변질을 수반한다. 원료 공급 가능성 및 상이한 식물 조직 유형은 상이한 과정에 영향을 줄 가능성이 있다. 예를 들어, 물기를 뺀 또는 건조된 식물 재료는 이미 과산화수소가 전혀 없고, 따라서 폴리페놀 추출 이후에 효소에 의한 변성 과정을 거칠 수 있다.

분해 효소가 없는 경제적인 폴리페놀 원료 공급원을 생산하는 효과적인 과정의 예는, 생엽(green leaf) 폴리페놀의 산화를 유발할 수 있는 폴리페놀 산화 효소를 변성시키기 위하여 신선하게 경작된 모든 차 나무 잎을 고온의 공기로 빠르게 건조시키는 단계를 포함한다. 이 과정은 과산화수소, 물 및 수확 시에 일반적으로 매우 빠르게 발생하는 효소에 의한 약간의 변화의 손실을 제외하고 살아있는 찻 잎에 매우 근접하게 조성물을 유지한다. 이후에, 상기 잎은 효과적으로 다루고 추출할 수 있도록 분쇄된다.

이와 대조적으로, 홍차는 대안적인 제조 과정의 예를 거친다. 제조 과정에서, 차 나무 잎은 분쇄되고 이들의 세포 구조는 활성 폴리페놀 산화 효소를 계속 포함하면서 파괴된다. 이는 휘발성 화합물을 형성하기 위해 자발적으로 농축되는 퀴논이 되게 하는 카테킨의 효소에 의한 호기성 산화를 개시한다. 그렇게 처리되는 식물 재료는 여전히 폴리페놀의 유용한 공급원일 수 있지만, 식물 재료는 낮은 함량의 폴리페놀을 가질 것이고, 효소를 데치거나 변성하기에 충분한 온도(바람직하게는 80 ℃ 내지 110 ℃)로 식물 재료 또는 식물 재료의 추출물을 가열함으로써 부가적인 효소의 변성을 요구할 것이다. 에탄올과 같은 단백질 변성 용매는 세포의 효소를 파괴하거나 제거하기 위해 식물 재료 추출 과정에 대안적으로 사용될 수 있다.

대부분의 식물은 과산화수소를 일상적인 생물학적 활성의 일부로서 생산할 수 있을 뿐만 아니라 스트레스에 반응하여 생산할 수도 있다. 식물 조직에서 H₂O₂의 농도는 종, 조직 유형, 환경에 관한 스트레스 및 계절에 의해 엄청나게 변화한다. H₂O₂는 일반적인 수확 과정 이후에 상실되거나 소모되고, 천연원으로부터 포획하기가 일반적으로 비현실적이며, 특히 동등한 합성 산화제의 저비용을 고려해 볼 때 그러하다.

일부 실시예에서, 본 발명의 일부 실시예에 따른 방법 및 조성물은 과산화수소의 외인성 첨가를 포함하며, 상기 과산화수소는 폴리페놀 내의 퀴논성 서브유닛의 생성을 개선하기 위한 활성산소 종의 상업적으로 실현 가능하고 안정한 공급원일 수 있다. 또한, 당해 분야의 통상의 기술자는 다른 직접적인 활성산소 종의 공급원, 예를 들어 오존, 과산화아연, 페록시다아제, 과산화카바이드(carbamide peroxide), 과탄산나트륨, 과산화칼슘, 과산화마그네슘, 과붕소산나트륨(sodium perborate monohydrate), 오조나이드(O₃ ^-), 초과산화물(O₂ ^-), 산화물(O₂ ^-), 디옥시게닐(dioxygenyl)(O₂ ⁺)이 다양한 적용을 위해 사용될 수 있거나, 산소 기체, 해리된 물, 촉매에 의해 분해된 지방산, 글루코오스, 및 폴리페놀과 같은 간접적인 활성산소 종의 공급원이 사용될 수 있다고 이해할 것이다.

일부 양태에서, 본 발명의 실시예는 페놀 서브유닛에 대하여 밀접한 반응 근접으로부터 멀리 과산화수소 분자가 확산 되는 것을 견디는 안정화 환경을 제공하기 위해 과산화수소와 같은 고 농도의 활성산소 종과 폴리페놀 기질의 조합을 포함한다. 폴리페놀 구조는 많은 비-공유결합 기회 및 과산화수소 분자에 대한 전하 인력을 제공한다. 또한, 과산화수소는 폴리페놀의 자가 산화의 산물이며, 이는 용액 중의 거시 평형을 유지하는 것을 돕는다. 적합한 격리는 과산화수소를 열, 자외선 노출, 오염물질의 감소 및 자발적인 분해로부터 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라, 퀴논(104) 또는 세미-퀴논(106)으로 페놀 단위(102)를 전환하기 위한 몇몇 반응 경로를 도시한다. 본 명세서에서 사용된 "퀴논"은 퀴논 및 세미-퀴논과 같은 퀴논성 화합물을 나타낸다. 과산화수소(108)는 산화를 개시하는 활성산소 종의 공급원 및 폴리페놀 산화의 산물일 수 있다. 그러므로, 폴리페놀을 포함하는 용액 중의 안정 평형은 밝혀질 수 있다. 일단 시작되면, 활성산소 종(ROS)의 공급원은 직접적인 효소에 의한 매개 없이도 폴리페놀 기질을 통해 퀴논 발생의 효과적인 전파를 가능하게 한다. 그러므로, 물 중의 농축된 H₂O₂는 좋은 산화제 성분이다. 그러나, 과산화수소는 오존, 지방산 또는 과탄산염의 분해와 같은 다른 반응을 통해 간접적으로 달성될 수 있다. 또한, 세포의 산화 환원 효소는 산화 반응 캐스케이드의 개시 또는 전파에 수반된 산소 종의 간접적인 발생에 수반될 수 있다. 예를 들어, 동물 세포를 보호하는 카탈라아제 및 ROS 손상으로부터의 많은 병원균은 물 및 활성산소 종 안에 H₂O₂를 해리시킬 것이다.

과산화수소는 식물 및 동물 세포에서 자연적으로 생산되지만, 이의 농도는 종, 계절, 스트레스 및 조직 유형에 따라 매우 엄청나게 달라질 수 있다. 다육 식물과 같은 특정 식물 유형이 이들의 조직 내에 현저한 양의 과산화 수소를 저장할 수 있음에도 불구하고, 과산화수소 및/또는 폴리페놀로부터 정교한 서브세포(subcellular)의 분할에 의해 분리된 환원 효소의 존재 때문에 식물 공급원으로부터 추출하기가 일반적으로 불가능하며, 상기 분할은 일반적인 상업적 추출 과정에 의해 필연적으로 구멍이 뚫어진다. 혼합은 산화성 상처 반응을 촉발하고, 과산화수소를 빠르게 소모하며, 과잉의 폴리페놀, 효소 및 관여되지 않은 식물 화합물을 남긴다.

본원의 일부 양태는 활성 환원제 또는 효소를 실질적으로 갖지 않는 폴리페놀 기질과 함께 활성산소 종의 공급원이 별도로 제조되거나 생성되는 데에 사용하는 것을 포함한다.

일부 실시예에서, 산화제-생중합체 조성물은 수용액이다. 대안적인 실시예에서, 섬유, 히드로겔, 미소공성 배지, 미셀, 에멀젼 및 다른 구조물은 생중합체-산화제 조성물을 물리적으로 캡슐화한다. 또 다른 실시예에서, 건조한 분말의 혼합물, 과립, 또는 과탄산칼륨과 같은 건조한 산화제와 혼합된 다른 비-용액 폴리페놀 함유 재료는 유용한 폴리페놀-산화제 용액을 생산하기 위해 수화될 수 있는 키트로서 사용된다.

일부 실시예에서, 촉매는 용액, 분무제로서 따로 표적 부위에 전달되거나, 도포용 도구, 드레싱 또는 세정 도구 상의 표면 코팅으로서 따로 표적 부위에 전달된다. 이런 예는 폴리페놀-산화제 조성물과 접촉을 하게 하는 경우에 산소 라디칼 및 퀴논 형성물의 빠른 방출을 야기할 환원제(예를 들어, 카탈라아제 또는 구리)가 스며든 흡수 스펀지이다. 이는 강력한 살균 작용을 발생하는데에 사용될 수 있으며, 구체적으로 비-식물 표면상의 바이러스를 파괴하거나 노출된 촉매성 효소의 부존재 하에서 건강한 조직을 위생 처리하는데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 바이러스막은 일반적으로 효소를 갖지 않지만, 폴리퀴논에 의해 결합될 수 있는 단백질로 구성된다. 따라서, 따로 전달된 촉매 또는 효소는 바이러스성/살균성 반응을 개시하는데에 사용될 수 있다.

일부 양태에서, 실시예에 따른 폴리퀴논성 화합물은 미생물의 응집제와 같은 유용성을 포함한다. 이러한 폴리퀴논성 화합물을 오염된 수원(water source)에 첨가하는 것은 침전시켜 제거시키거나 기계적 방식에 의해 더 손쉽게 여과하여 제거할 수 있는 덩어리로 미생물의 응집을 유발할 수 있다. 기계적 필터 배지 상에서 폴리퀴논성 화합물의 축적은 살균성 특징을 제공하면서 단백질 및 미생물을 포획할 수 있다. 이는 활성화된 폴리퀴논을 여과재에 가하거나, 세균성 생물 막과 같은 표면에 대하여 촉매의 성격을 갖는 여과재를 통과해 폴리퀴논 형성 조성물을 순환시킴으로써 달성될 수 있다. 이는 많은 재순환 적용 및 일회통과 여과 적용에서 발견할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따라 제조된 조성물(200)을 도시한다. 조성물(200)은 히드록실기 함유 분자(204)를 함유하는 생중합체(202)를 함유한다. 히드록실기 함유 분자(204)는 폴리페놀로 도시되지만, 페놀, 폴리페놀, 다당류 또는 이들의 조합일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 히드록실기 함유 분자(204)는 탄닌, 리그닌 및 플라보노이드이다. 당해 분야의 통상의 기술자는, 생중합체(202)가 임의의 짧은 결합 분자(예를 들어, 2 내지 100번 반복 유닛 또는 100 내지 1000 반복 유닛), 고분자, 장쇄(long chain) 분자, 환형 구조 분자, π 전자 적층(stacking) 및/또는 구조적 적층 분자일 수 있다. 또한, 나아가, 생중합체(202)는 식물로부터 유래되거나 얻어진 임의의 물질이거나, 인위적으로 합성한 분자일 수 있다. 게다가, 생중합체(202)는 식물의 조합으로부터 얻어질 수 있다. 예를 들어, 식물 A의 추출물은 폴리페놀을 높은 비율로 함유하고, 식물 B의 추출물은 다당류를 높은 비율로 함유한다. 생중합체(202)는 식물 A 및 식물 B 둘 모두의 추출물의 혼합물로부터 얻어질 수 있다. 이러한 경우에서, 생중합체(202)의 70 %는 식물 A로부터 그리고 30 %는 식물 B로부터 온 것일 수 있으며, 그 결과 조성물(200)은 다당류의 화학적 성질보다 폴리페놀에 더 근접한 화학적 성질을 가질 수 있다. 따라서, 조성물(200)의 소정의 반응성 성질, 예를 들어 소정의 반응성 및 반응 속도는 식물 A 및 식물 B의 다른 조합을 사용함으로써 설계될 수 있다.

또한, 조성물(200)은 산화제(206) 및/또는 효소(208)을 함유할 수 있다. 일 실시예에서, 산화제(206)는 활성산소 종을 포함한다. 일부 실시예에서, 산화제(206)는 상업적으로 구입할 수 있는 과산화수소(210)로부터 얻으며, 상기 과산화수소는 예를 들어, 물 중에 H₂O₂의 함량이 60%를 초과, 20% 내지 60%, 35%, 및 8% 내지 20 %이다. 대안적인 실시예에서, 산화제(206)는 물 중에 1% 내지 2%, 또는 10% 미만의 H₂O₂를 포함한다. 일부 실시예에서, 산화제(206)는 오존(212), 지방산(214) 또는 과탄산염(216)의 반응을 통해 얻었다. 일부 실시예에서, 과산화수소와 같은 산화제(206)는 생중합체 또는 식물에 의해 내인성으로 생산된다. 대안적인 실시예에서, 산화제(206)는 시스템에, 예를 들어, 상업적으로 구입할 수 있는 과산화수소를 생중합체(202)와 효소(208)를 포함하는 용액에 첨가함으로써 외인성으로 첨가된다.

일부 실시예에서, 효소(208)는 내인성으로 생성되거나 외인성으로 첨가된다. 예를 들어, 반응을 활성화하거나 용이하게 하는데에 사용되는 효소(208)는 동물(218)의 조직상의 병원균(230)에 의해 발생된다. 대안적으로, 효소(218)는 동물(218) 및/또는 식물(232)의 세포/조직에서 발생된다. 게다가, 동물 또는 식물에게 조성물(200)을 가하기 이전에, 효소는 생중합체(202)와 산화제(206)를 함유하는 용액에 첨가될 수 있다.

일부 실시예에서, 히드록시기 함유 분자(204)는 퀴논성 화합물(234 및/또는 246)을 형성한다. 퀴논성 화합물(234, 242, 244, 246), 히드록시기(236, 238, 240) 및 히드록실기 함유 분자(204)는 활성산소 종(ROS)이 반응 근접에 국부화 되어 있도록 공유 결합력, 수소 결합 인력, 또는 전자 적층 상호작용과 같은 상호작용을 제공할 수 있다. 활성산소 종은 산화제일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 식물성 조성물을 제조하는 과정의 단계(300)를 보여준다. 단계(302)에서, 활성 환원제 또는 촉매는 불활성화되거나 제거된다. 단계(304)에서, 활성 환원제 또는 촉매가 실질적으로 없는 폴리페놀 기질은 추출된다. 단계(306)에서, 폴리페놀 기질은 산화 반응을 개시하고 전파하기 위하여 활성산소 종의 공급원 및/또는 촉매와 혼합된다. 상술한 바와 같이, 과산화수소와 같은 활성산소 종의 공급원은 외인성으로 첨가되거나 식물 추출에 의해 내인성으로 발생 될 수 있다. 유사하게, 산화 반응을 개시하는 촉매는 외인성으로 첨가되거나 병원균 감염 부위 또는 조직 상처 부분과 같은 적용된 부위에서 내인성으로 발생 될 수 있다. 단계(308)에서, 혼합물은 동물의 상처 난 부분과 같은 표적 부위에 적용된다. 상술한 방법(300)은 일 실시예이다. 모든 단계는 선택적이고 부가적인 단계는 추가될 수 있다. 단계의 순서는 임의의 순서일 수 있다. 다른 변형이 가능하다. 예를 들어, 환원 촉매가 실질적으로 없고 식물로부터 추출된 폴리페놀을 함유하는 용액은 과산화수소와 혼합된다. 상기 용액은 차후 활성화 과정을 위해 컨테이너(container)에 저장될 수 있다. 상기 용액은 반응을 활성화하기 위한 촉매를 생성하는 동물의 병원균-감염된 부위에 전달된 이후에 활성화 메커니즘을 통해 활성화된다. 다른 예에서, 폴리페놀과 과산화수소를 함유하는 용액은 표적, 예를 들어 동물 또는 식물의 부위에 적용되기 이전에 촉매의 외인성 첨가에 의해 활성화된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 용매에 의해 환원제/효소를 불활성화시키는 과정의 단계(400)를 보여준다. 단계(402)는 식물성 조성물을 제조하는데에 사용되는 식물이 선택된다. 단계(404)에서, 폴리페놀 조성물은 용액을 사용하여 식물로부터 추출된다. 단계(406)에서, 상기 용액은 효소를 변성하기 위해 데치도록 80 ℃ 내지 110 ℃로 가열된다. 단계(408)에서, 에탄올과 같은 단백질 변성 용액은 식물에 함유된 세포의 효소를 파괴하거나 제거하는데에 사용된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 열에 의해 환원제/효소를 불활성화시키는 과정의 단계(400)를 보여준다. 단계(502)에서, 식물성 조성물을 제조하는데에 사용되는 식물이 선택된다. 단계(504)에서, 식물로부터 유래된 폴리페놀 산화 효소는 모든 차 나무 잎을 고온 공기에서 빠르게 물기를 제거함으로써 변성된다. 단계(506)에서, 물 세포 효소(water cellular enzyme)는 제거되고/제거되거나 불활성화된다. 단계(508)에서, 잎은 분쇄된다. 단계(510)에서, 폴리페놀을 추출하기 위하여 용매가 첨가된다.

도 6은 일부 실시예에 따른, 식물성 조성물의 일부 적용을 도시한다. 적용은 동물 영양상의 보충, 동물 조직 응고, 병원균 배리어 형성, 표적 촉발성 반응, 살균성의 적용을 위한 산화 효소의 외인성 첨가, 과산화수소 격리, 시간이 정해진 전달, 병원균 물질대사 정지, 의약용 음료, 수용체 길항제, 미생물 응집제, 생물학적 물질 보존, 항균성 세척, 농업에 적용, 연못 물 위생 시설, 의료 장치 표면 처리 및 약물 전달 운반체를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

실시예에 따른 작용의 일부 방식은 상대적으로 큰 생-분자 기질 상에서 높은 친화성, 낮은 특이적 결합 부위의 조밀한 집단의 표적 활성화 기능을 포함한다. 일부 실시예에서, 식물들의 혼합물은 다른 지배적인 페놀성 종과 혼합되고, 약간 다른 단백질 친화성을 갖는 분자량을 갖도록 혼합되어서, 가장 폭 넓은 가능한 활성 범위가 가능해 질 수 있다.

일반적으로, 종래의 약물의 약물 설계의 발상은 매우 특이적인 분자 상호작용에 초점이 맞추어져 있었다. 이에 비하여, 본 발명의 일부 실시예는 부위 특이적 활성화에 의해 매우 효과적이고 안전하게 만드는 비-선택적 활성을 사용한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 분자 복합체는 높은 수준의 희석도의 확산 구배(diffusion gradient)에도 불구하고 서로 간의 직접적인 반응 근접에 격리된 필수의 다수 반응 성분을 유지하는 분자로 구성된 수인성 용액에서 소화계를 가로지른다. 이는 복합체를 활성화하기에 적절한 효소를 제시하는 손상된 점막 조직 또는 병원균과 조우할 때까지 완전히 생물학적 이용 가능성을 유지한다. 부위에서 활성화는 수백 또는 수천의 잠재적인 활성 부위를 갖는 공격성 단백질 바인더(binder)로 수동 분자 복합체의 매우 국부화된 변환을 촉진하며, 이는 항체 상에서 발견된 두 개의 결합 부위보다 훨씬 더 공격적이다. 큰 "점착성" 중합체의 매우 부위 특이적인 활성화 및 비-흡수성은 최소의 불리한 침투 가능성을 보여주는 강력하며 정확하게 표적화된 작용을 생성한다. 이런 "점착성" 식물 생중합체의 축적은 단호히 표적 부위에 부착되고, 식물 상처의 부위에서 일반적으로 발생하는 매우 효율적인 기계적 면역 반응을 모방하기 시작한다.

일부 실시예에서, 상술한 식물 면역학 메커니즘은 동물에 적용된다. 메커니즘은 (1) 세균 또는 효모를 이들의 대사 및 생식을 손상시킴으로써 죽일 수 있는 세균 또는 효모 감염의 기능상의 경로에 대한 비특이적 결합 단계, (2) 부위에 존재하는 독소(일반적으로 단백질성)에 결합하는 단계 및/또는 더 많은 효소에 의한 독성 인자의 발현으로부터 병원균을 차단하는 단계, (3) 이들의 운동성을 고정시키는 단계 및/또는 손상시키는 단계 또는 전파 및 발산을 방지하는 응집을 유발하는 단계, (4) 추가적인 감염 또는 염증에 노출되는 것을 감소시키는 물리적 배리어 안으로 손상된 세포 단백질의 가교 결합 효과, (5) 다양한 생리적 반응을 위해 길항제로서 기능하는 염증성 신호 수용체에 결합하는 단계, (6) 세포 침투 메커니즘을 불능화 하거나 바이러스를 포획하고/포획하거나 전파 및 발산을 방지하는 단계, 및 (7) 손상된 조직으로부터 간질액의 소실을 감소에 영향을 미치는 수렴제 및 배리어를 국부화시키는 단계를 포함한다.

일부 실시예에서, 효과적인 투여량은 설사를 멈추게 하기 위한 종래의 방법에 사용된 물리적 수렴제에 비해 극소량이고, 장 손상과 관련되는 임의의 물리적 수렴제를 생성하기에 불충분하거나 탄닌의 사용과 관련된 영양 섭취 장애에 불충분하다고 여겨진다.

일부 실험은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 복합체를 사용하여 수행된다. 복합체의 유효성은 실시예 중 일부에 따라 제조된 복합체로 처리된 돼지에서 개선된 성장의 일관된 관찰에 의해 지지된다. 희석에 대한 복합체의 불응성(insensitivity), 건강한 점막에 대한 수동적 본성, 및 비-병원성 세균에 대한 최소 활성은 낮은 농도의 수인성 전달이 바람직하고 더 효과적이게 할 수 있고, 바람직하고 더 효과적이게 만들 수 있는 인자 중 일부이다.

본 발명의 일부 실시예에 따라 제조된 혼합물은 소화관, 기도, 요로, 생식관 또는 고등 동물 내의 다른 점막 계면의 조직 병소 또는 염증성 점막에 유용할 수 있다. 이러한 조직 및 감염 세균은 폴리페놀 기질을 이의 산화된 형태로 전환을 촉진하는 산화 효소의 공급원일 수 있다. 일부 실시예에서, 상술한 페놀성/산화제 조성물의 섭취는 효소 분해성 과산화수소를 사용하여 효소에 의한 직접적인 전환 또는 히드록실 유닛의 자가 산화를 통해 폴리페놀을 폴리퀴논성(또는 o-폴리페놀) 화합물로 직접적으로 및/또는 간접적으로 전화할 수 있다. 이후에, 폴리퀴논성 분자는 이들을 고정화, 불활성화 및/또는 농축시키기 위하여 손상된 조직 세포 단백질 또는 병원균의 표면 단백질에 공유 결합할 수 있다. 결합 단백질은 대량 서식하기 위한 병원균의 능력을 감소시키는 보호 매트릭스(matrix)를 형성할 수 있으며, 상처를 수축시키는 강력한 수렴 효과를 제공하고, 유체 삼출물을 감소시킨다. 근본적인 반응은 특정 효소, 폴리페놀 분자의 구조 및 유형, 산화제의 상대적인 농도, 희석 환경 등에 따라 다른 경로를 거칠 수 있다. 퀴논성 유닛의 효소에 의한 형성에 직접적으로 수반되지 않는 산화제는 병원균의 세포 구조를 직접적으로 손산하는 산화 라디칼을 방출할 수 있다. 고정된 병원균에 근접하여 이러한 라디칼의 국부화된 파열은 집중적인 살균 작용을 생성하며, 이는 유리 용액에서 살균제의 확산 작용보다 훨씬 더 효과적이다. 기질로서 하나 이상의 식물 재료의 사용 또는 부가 성분으로서 산화 없이 알려진 살균 활성을 갖는 식물들의 조합의 사용은 항균 활성의 범위 또는 효능을 증가시키는데에 알맞을 수 있다.

다른 실시예에서, 산화 효소는 별도로 반응 부위에 전달될 수 있다. 예로서, 실시예 중 하나는 감염된 조직 또는 세균의 부존재 하에서 촉매 효소의 공급원을 제공함으로써 투쟁 바이러스(fighting virus)를 함유한다. 바이러스막은 일반적으로 효소를 갖지 않지만, 고분자가 폴리퀴논으로 전환됨으로써 결합될 수 있는 단백질로 구성된다. 기전환된(pre-converted) 폴리퀴논의 사용은 일부 실시예에서 사용가능하다.

본 발명의 일부 실시예는 살균성 첨가물로서 용액에 사용될 수 있다. 다른 식물 또는 동물 조직의 부존재 하에서 세균 및 곰팡이와 같은 미생물의 효소에 의해 촉발될 수 있다. 표면상 또는 용액에서 살균성의 유효성은 효소 또는 다른 촉매로 처리되는 표면 또는 용액에 첨가함으로써, 또는 활성화 효소 또는 촉매로 처리되는 표면, 도구 또는 용기에 조성물을 도포함으로써 더 향상될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는 미생물의 응집체로서 사용될 수 있으며, 미생물을 큰 덩어리로 응집시켜서 침전시키거나 기계적 방식으로 여과해 낼 수 있다. 또한, 미생물의 응집체 및 이들의 산물은 면역 반응을 불러 일으키기 위하여 잠재적인 항원성을 증가시킬 수 있다. 수렴 활성은 미생물에 대하여 세포독성을 가질 수 있으며, 이는 (1) 미생물 세포의 표면 단백질 및 효소 또는 수용체, 신호 전달 성분, 영양상의 흡수 및 전달 기능을 망가뜨리는 가교 결합, 및 (2) 미생물 및 바이러스의 이동성을 감소시키거나 손상에 따른 결과이다. 두 가지 유형의 작용은 바이러스의 감염성을 쓸모없게 만들었다.

살균성 시험은, 16시간 동안 세균에 의해 다 써버릴 수 있는 과산화수소의 양이 모든 세균을 완전히 죽이는데에 사용될 수 있지만, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 조성물을 사용하는 경우에는 이러한 소모 없이 모든 세균을 완전히 죽일 수 있다는 것을 증명했다. 산화 반응을 거치지 않은 식물성 재료는 임의의 살균제 효과를 보이지 않았다. 이는 용해성 폴리페놀성 화합물 중 적어도 일부는 폴리퀴논으로 전환되었다는 것을 나타냈다. 생체 내 환경에서, 이런 식물성 살균성의 효과는 카탈라아제 또는 페록시다아제가 그렇게 제한적이지 않으면 더 증가될 것이다. 키메라 담배 음이온성 페록시다아제(chimeric tobacco anionic peroxidase)를 갖는 변환된 담배는 높은 수준의 페록시다아제를 생산할 수 있으며, 이러한 변환된 담배는 비 변환된 담배보다 7배 더 빠른 상처 치유를 보였다. 폴리페놀에서 퀴논으로의 증가된 전환 효율은 기질의 양보다 현저한 양의 효소에 더 기인할 것으로 예상된다.

본 발명의 일부 양태는 단백질 가교 결합 능력을 포함한다. 탄닌은 잘 알려진 단백질 결합 능력을 갖는다. 반면에, 탄닌-단백질 결합은 수소결합에 기초되고, 선호되는 결합 단백질은 프롤린이 풍부한 단백질이며, 보통 침에 있으며, 그리고 소화계의 점액에 있다. 단백질 가교 결합 및 침전 시험은 난백알부민이 10분 내에 조밀하고 완벽한 침전을 형성했다는 것을 증명한다. 식물만 가지고 한 침전 시험은 유사한 결과를 얻는데 3일이 걸렸다. 산화제만을 갖는 표본은 침전 효과가 전혀 없었다. 이는 본 발명의 실시예가 단백질 가교 결합 수용력 및 효율을 매우 증가시켰다는 것을 나타낸다.

실시예 중 일부는 식물성 살균성 조성물, 단백질 가교 결합 조성물 및 산화제의 혼합물을 포함한다. 식물성 살균성 조성물 및 단백질 가교 결합 조성물은 고급(high) 페놀성 화합물을 갖는 식물을 함유할 수 있다. 산화제는 과산화수소일 수 있다. 이러한 조성물을 제조하기 위해 사용될 수 있는 방법 중 일부는 2008년 12월 23일에 출원된 미국특허 출원번호 12/317,638, 발명의 명칭 "PLANT-BASED BIOCIDAL MATERIALS AND SYSTEMS"에서 개시되며, 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.

본 발명의 일부 실시예는 식물 페놀성 화합물의 산화-환원 및/또는 라디칼 반응에 적용될 수 있다. 식물 페놀성 화합물은 페놀, 폴리페놀, 히드록시코마린(hydroxycoumarins), 플라보노이드, 알칼로이드, 및 모노페놀 또는 디페놀과 유사한 화학 서브유닛을 갖되, 산화시키기 위한, 환원시키기위한, 또는 미생물, 식물 및 동물에서 또는 미생물, 식물 및 동물상에서 다른 분자와 가교 결합하기 위한 임의의 다른 성문을 포함할 수 있으며, 그렇게 함으로써 상이한 표적 유기체 또는 조직 상에 항균 작용, 바이러스 영향의 방지, 살균 효과 및 상처 치유 효과를 발생시킨다. 본 명세서에서 사용된 용어 "퀴논" 및 "폴리퀴논"은 하나 이상의 이중 결합된 산소로 구성된 방향족성 고리의 임의의 단량체 또는 유기 중합체를 포함한다.

조성물 및 방법은 피부상의 손상된 상처의 치유를 용이하게 하거나 소화계의 임의의 감염을 치유하기 위하여 소화계에 적용하는데에 사용될 수 있다. 또한, 조성물 및 방법은 시험관 내에서 그리고 생체 내 사용과 같은 다양한 표적화된 환경에서 적용하는데에 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 본 발명의 적용은 항미생물제, 구충제, 항완화제/지사제, 진통제, 항염증제, 미용성분, 각질용해제, 산업 공정용 산화제, 금속 킬레이트제 및 유기 접착제를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 생리적 사용에는 방부제, 소독약, 바이러스 박멸제(virucides), 살진균제(fungicides), 수렴제, 창연접착제(tissue adhesives), 상처 보호제(wound protectants), 생물막 방지제(biofilm preventions), 항염증제, 진통제, 지혈제(haemostasis), 산물 보존제(product preservatives), 응고제(coagulants), 응집제(flocculants), 구강 세정제(oral rinses), 세척액(irrigants), 창상 세정제(debriding agents), 위 강장약(gastric tonics), 지사제, 궤양 치료제, 경화제, 물 살균제(water sanitizers), 물 보존제(water preservatives), 산화성 세제(oxidizing cleaners), 및 탈취제를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 적용은 인간 또는 동물이 감염, 손상, 또는 이들의 소화계의 조직에 의해 흡수되는 것으로부터 병원균 또는 병원성 분자를 치료 또는 예방하기 위해 조성물을 섭취하는 것을 포함한다. 다른 실시예에서, 적용은 수렴, 항염증 또는 항균성 작용을 통한 유체 분비의 감소를 통해 동물의 설사를 예방하거나 치료하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 적용은 위액 역류 미란(erosion), 위궤양, 또는 소화계의 다른 병소의 치료를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 적용은 코 또는 귀 구멍 염증 또는 감염의 치료를 포함한다. 다른 실시예에서, 적용은 세균, 바이러스 및 곰팡이와 같은 병원균을 감소시키고 또한 병원균에 의해 호흡관 내벽이 침해당하는 것을 막기 위해 호흡관에 대한 항균성 스프레이를 포함한다. 일부 실시예에서, 적용은 접촉성 알러지원을 씻어내기 위한 호흡관 스프레이 및 부비강 세정제를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 적용은 항감염 또는 항염증 치료를 위한 요로관 세정제 또는 요로관 주입 물질 및 신장 투석 환자를 위한 보통의 소독된 세정제를 포함한다. 다른 실시예에서, 적용은 장기 이식을 위한 소독된 장기 보존제를 포함한다.

일부 실시예에서, 적용은 정상 또는 손상된 피부, 표면 상처 상의 또는 점막 구멍 내에 세균, 바이러스 및 효모 감염에 대한 항균성 세척제를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 적용은 수술상의 절개 또는 부상의 치유, 봉합 또는 지혈을 가속화하기 위한 창연접착제를 포함한다. 다른 실시예에서, 적용은 흉터 감소를 위한 수술상의 절개 또는 국부적 상처의 치료를 포함한다. 일부 실시예에서, 적용은 국부적 자상, 화상 또는 찰과상을 위한 응급 처치를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 적용은 구강 점막 궤양 치료 및 치과 치료를 위한 소독된 연고, 연고 세정제, 또는 세척액을 포함한다. 다른 실시예에서, 적용은 치주염 치료 및 치아 미세균열 실링(sealing)과 같은 민감한-치아(sensitive-tooth) 치료를 포함한다. 일부 실시예에서, 적용은 구취를 위한 구강 세정제. 대안적인 실시예에서, 적용은 피부염, 완선(jockitch), 질 감염 및 무좀을 위한 소크(soaks)를 포함한다. 다른 실시예에서, 적용은 화상, 만성 상처, 및 궤양 항균성 및 치유 치료를 포함한다. 일부 실시예에서, 적용은 조직 또는 표면상에서 미생물막 형성의 방지 또는 감소를 포함한다.

대안적인 실시예에서, 적용은 농업상의 적용을 포함한다. 예를 들어, 표면 병원균은 감소될 수 있고, 미세 상처는 폴리페놀-산화제 조성물로 식물을 적시거나 분무함으로써 밀폐될 수 있다. 나아가, 식물의 일반적인 건강은 표면 구조를 강화하거나 향상된 성장을 촉진함으로써 개성될 수 있거나, 가교 결합 반응에 의해 발전될 수 있다.

다른 실시예에서, 적용은 동물 농장 시설을 위한 생물보안(bio-security) 살균제로서 조성물의 연무제 또는 액체 스프레이를 포함한다. 일부 실시예에서, 적용은 동물 사료 살균을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 적용은 질병 전염의 보호 및 방지를 위한 음식 또는 물 첨가제를 포함한다. 다른 실시예에서, 적용은 식물, 신선한 과일 및 야채 세척제를 포함한다. 본 명세서에 개시된 조성물을 함유하는 용액을 분무하거나 세정하는 것은 표면 세균을 죽이거나 억제할 수 있고, 유통기한을 연장하고, 표면을 보호하거나 살아있는 곡물 또는 농산물에 해충-침입을 막는다. 일부 실시예에서, 적용은 발아 이전에 저장 및 위생을 위한 식물 씨앗 소독을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 적용은 신선하게 절단된 꽃을 위한 보존 스프레이 또는 물 처리를 포함한다. 다른 실시예에서, 적용은 식물 접목 및 지하수 개선을 위한 창연접착제를 포함한다.

일부 실시예에서, 적용은 세균을 감소시키고, 미생물 침입을 방지하기 위한 얇은 항-소화 층을 형성하는 고기 및 해산물 보존 스프레이를 포함한다. 대안적인 실시예는 미생물 오염의 방지를 위해 고기 처리용 살균제를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 적용은 물고기, 새우, 굴, 전복 및 홍합과 같은 어장을 위한 연못 물 살균제를 포함한다. 다른 실시예에서, 적용은 수생 식물 및 동물에 대한 질병 치료를 포함한다. 일부 실시예에서, 적용은 수족관 살균제, 액체 함유 산물을 위한 방부제 첨가물, 표면 청소를 위한 소독약 성분, 의료 장치, 옷 및 음식 제조 장비를 위한 퀴논 REDOX 사이클링 코팅, 병원 환경 및 병원 기구 위생 처리, 의료 장치를 친수성으로 코팅하기 위한 항균성 수화 용액 및 금속을 위한 유기농 방식제 처리를 포함한다.

대안적인 실시예에서, 적용은 공업 용수 쇼크(shock), 방부제, 또는 방오제를 포함한다. 다른 실시예에서, 소분자 치료 화합물을 위한 운반체를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 적용은 산화제, 식품 향미료의 변형 및 종양 및 난포 안에 주입를 위한 안정화제를 포함한다.

일부 실시예에서, 조성물은 건조한 분말 형태일 수 있다. 조성물은 건조한 분말 형태 또는 적어도 하나의 유체와의 조합으로 동물에게 배급될 수 있다. 건조한 형태의 조성물은 폴리페놀 또는 중합체성 분자, 활성산소 종, 촉매 또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 활성산소 종은 과탄산염 나트륨, 과탄산염 칼륨, 및/또는 폴리페놀 및/또는 중합체성 분자를 활성화할 수 있는 임의의 다른 성분을 함유할 수 있다. 활성 산소 종, 폴리페놀 또는 중합체성 분자를 함유하는 재료, 촉매 또는 이들의 조합은 동시에 또는 별도로 동물에게 배급될 수 있다.

일부 실시예에서, 본 명세서에서 사용된 용어 "폴리페놀"은 분자당 하나 이상의 페놀 단위 또는 빌딩 블럭(building block)을 함유한다. 대안적인 실시예에서, 용어 "폴리페놀"은 분자당 하나의 페놀 단위를 함유한다. 다른 실시예에서, 용어 "폴리페놀"은 가수분해할 수 있는 탄닌(글루코오스의 갈산(Gallic acid) 에스테르 및 다른 당), 및 리그닌, 플라보노이드 및 농축된 탄닌과 같은 페닐프로파노이드를 포함한다.

일부 실시예에서, 폴리페놀 함유 용액에 첨가된 과산화수소는 1 % 내지 2 %이다. 대안적인 실시예에서, 폴리페놀 함유 용액에 첨가된 과산화수소는 10 %미만이다. 당해 분야의 통상의 기술자는 과산화수소의 농도가 용액 중의 폴리페놀과 과잉반응할 정도로 높지 않는 한 과산화수소의 모든 농도가 사용가능하다는 것을 인식할 것이다. 과잉반응 반응들은 본원에서 설명되는 기능을 수행할 수 없는, 활성화된 폴리페놀을 제조하는 과산화수소의 농도를 제공하는 것을 포함한다.

일부 실시예에서, 본원에서 사용된 용어 "유체"는 액체, 기체, 초임계 유체, 물질의 유동성 고체 형태, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시예에서, 용어 "병원균"은 임의의 감염원, 겜(gems), 세균, 바이러스 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시예에서, 용어 "병원균"은 질병, 병, 손상, 피해, 또는 동물이나 다른 생물학적 물질과 같은 숙주에 부정적인 영향을 잠재적으로 유발할 수 있는 임의의 생물학적 물질을 포함한다. 일부 실시예에서, 용어 "생중합체"는 식물, 동물 또는 생물학적 물질로부터 유도되거나 얻어질 수 있는 임의의 물질을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 용어 "생중합체"는 살아있는 식물과 같은 생물학적 유기체에 의해 생산된 임의의 중합체성 분자를 포함한다. 나아가, 용어 "생중합체"는 셀룰로오스 및 녹말, 단백질 및 펩타이드, 및 DNA 및 RNA를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 용어 "생중합체"는 당, 아미노산 및 뉴클레오티드의 복수형 유닛을 포함한다. 일부 실시예에서, 용어 "결합 친화성"은 임의의 분자 간 또는 분자 내 상호작용 및/또는 결합을 포함한다. 예를 들어, 공유 결합, 이온 결합, 수소 결합, 쌍극자 힘, 유도 쌍극자 힘, 및 전기적 인력. 일부 실시예에서, 용어 "반응 근접"은 두개 이상의 분자/원자 사이에 존재하는 임의의 상호 작용을 나타내며, 그 결과 두 개 이상의 분자는 용액 중에서 자유롭게 무작위로 움직이지 못한다.

일부 실시예에서, 본원에 개시된 용어 "병원균을 불활성화하는 효과"는 동물/식물 조직에 병원균이 접근하는 것을 차단하는 것, 병원균의 대사 경로를 억제하는 것, 바이러스성 인자에 결합하는 것, 병원균을 고정/응집시키는 것, 및/또는 병원균에 대해 산화 손상을 수행하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 활성산소 종 및/또는 과산화수소의 공급원은 과육 알로에(flesh aloe) 및/또는 실란트로와 같은 천연 및 인위적인 공급원으로부터 얻어질 수 있다. 일부 실시예에서, 활성화된 폴리페놀은 o-폴리페놀, 산화된 폴리페놀, 폴리페논 및 폴리퀴논을 포함한다.

용어 "처리된 유체"는 인위적으로 및/또는 생물학적으로 처리된 유체를 포함할 수 있다. 용어 "생물학적 처리된"은 첨가된 조성물이 동물과 같은 생물학적 물질에 의해 처리된 것을 나타낼 수 있다. 용어 "인위적으로 처리된"은 여과, 건조, 단리, 추출, 또는 임의의 다른 제조 또는 화학적/생물학적 실험실 과정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용어 "처리된 유체"는 물질의 건조한 분말 형태가 동물에게 배급되는 상황 및 동물의 유체를 갖는 상황 또는 건조 분말을 용해시키거나 확산시키기 위해 유체를 첨가하는 상황을 포함할 수 있으며, 그렇게 함으로써 처리된 유체를 형성한다. 건조한 분말은 동물에게 배급하기 위해 폴리페놀, 및 과탄산염 나트륨과 과탄산염 칼륨과 같은 활성산소 종을 모두 함유할 수 있다. 대안적으로, 건조한 분말은 주로 폴리페놀을 함유할 수 있다. 활성산소 종은 건조한 분말과 함께 또는 별개로 액체 형태로 동물에게 배급될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 건조한 분말 형태는 주로 활성산소 종을 함유할 수 있다. 폴리페놀 또는 히드록실기 함유 분자는 건조한 분말과 함께 또는 별개로 액체 형태로 동물에게 배급될 수 있다.

이어지는 실험은 본 발명의 실시예 중 일부에 따라 제조된 조성물의 유효성을 보여준다.

실험 1

정제된 분말 소혈청알부민(BSA) 세 개의 표본을 수용액에서 제조했다. 표본 #1은 BSA만 함유했다. 표본 #2는 BSA 및 폴리페놀 산화 효소를 함유했다. 표본 #3은 BSA, 폴리페놀 산화 효소 및 과산화수소를 함유했다. 각각의 표본은 30분 후에 유사한 정상상태 현탁도를 보였으며, 이는 분광 광도계로 측정했다. 오배자(Chinese Gall)로부터 유래된 폴리페놀(탄닌)의 수용액을 각각의 표본에 첨가했다. 한 시간 후에, 표본 #1은 약간의 시각적으로 감지할 수 있는 변화를 보였다. 표본 #2는 증가된 입자 크기로부터 현탁도가 증가한 것을 보였으며, 이는 작은 단백질 응고를 나타낸다. 표본#3은 시험관의 밑부분에 묵직한 침전물을 보였고, 현탁도를 보이지 않으며, 이는 단백질 응고의 실질적인 증가는 활성산소 종의 공급원과 폴리페놀의 효소에 의한 반응에 의해 달성된다는 것을 증명한다.

실험 2

오배자 및 과산화수소의 용액을 (1) 물 중에서 재구성된 분말 계난백(분말 계난백 제조에 사용된 건조 과정은 효소를 변성함)을 함유하는 튜브 및 (2) 물 중에 신선한 계난알부민을 함유하는 튜브에 첨가했다. 신선한 계난알부민 표본에서 보다 큰 침전이 관찰되었고, 이는 식물 상처에서 보여지는 퀴논 형성물과 일치하는 단백질 결합을 증가시키기 위하여 식물 폴리페놀이 동물 유래의 효소에 의해 촉진될 수 있다는 것을 증명한다.

실험 3

제형 A를 하기 설명되는 방법을 사용하여 제조했다. 1 리터 Pyrex 비커에 1 리터의 탈이온수 중에 상업적 녹차 분말 1 그램을 조제했고, 6시간 동안 실온에서 추출하도록 방치했다. 35 % 식품 그레이드(food grade) 과산화수소를 용액에 첨가하고 4시간 동안 가라앉도록 방치한 후에, 2 미크론 메쉬(mesh) 배지 또는 필터를 통해 여과했다. 18 Mohm 물로 결과물인 모액(stock solution)을 1000:1, 200:1 및 100:1로 희석했다. 15 ml의 희석액을 10 e7 야생 균주 대장균 배양 조직(물 대조군)을 함유하는 동등한 부분 배양액에 첨가했고, 37 ℃에서 배양했다. 2시간, 4시간, 6시간 및 8시간에, 각각의 시험 시리즈로부터 표본을 한천 플레이트 상에 침전시켰고 배양했으며, 수동적인 콜로니카운트(colony count)를 수행했다. 100:1 표본은 4시간째에 100 % 소멸을 달성했으며, 200:1 표본은 6시간째에 100 % 소멸을 달성했으며, 1000:1 표본은 세균 발육 저지만을 보였다. 이는 유난히 적은 원료 및 에너지 주입과 함께 높은 살균 능력을 갖는 식물성 조성물 제조의 가능성을 증명한다.

실험 4

야생 균주 대장균 배지를 세 개의 표본에 첨가했다. 표본 A는 물 중의 25 ppm 과산화수소를 함유했다. 표본 B는 25 ppm 당량의 과산화수소 분율로 희석된 제형 A의 용액을 함유했다. 표본 C는 제형 A와 동일한 농도의 녹차 추출물을 갖지만 과산화수소를 갖지 않는 용액을 함유했다. 과산화수소 중의(표본 A) 세균의 수는 처음에 감소 되었지만, 16시간 후에 시각에 의한 혼탁도가 증가되는 것으로 보이기 시작했으며, 이는 항균 능력의 고갈을 나타낸다. 녹차 추출물만 있는 경우는(표본 C) 약간의 눈에 띄는 항균 활성을 보였다. 제형 A(표본 B)는 세균을 계속적으로 죽였고, 3일 후에 재결합은 보이지 않았으며, 이는 100 % 소멸 및/또는 증가된 항균 유효성을 나타내고, 이러한 결과는 녹차 추출물 및 과산화수소의 조합으로부터 기인한 현저히 향상된 살균성을 증명한다.

실험 5

표본 #2는 상기 제형 A를 사용하는 미리 제조된 용액이며, 미리 제조된 표본 #1과 동일한 폴리페놀 농도를 두 배가 되도록 표본 #2를 희석했다. 표본 #3에서, 표본 #2와 동일한 폴리페놀 대 과산화수소의 비율을 달성하도록 폴리페놀 및 묽은 과산화수소를 혼합했다. 각 표본의 연속적인 희석을 했고, 24시간 동안 방치했다. 10 e5/ml 야생 균주 대장균을 함유하는 용액을 각 표본에 첨가했으며, 이후에 배양했고 시각에 의한 콜로니카운트를 위해 한천에서 플레이트를 꺼냈다. 표본 #2의 미리 제조된 폴리페놀-산화제 용액은 표본 #3 희석액보다 현저히 낮은 농도에서 효과적으로 세균을 지속적으로 죽였으며, 이러한 결과는 희석 이전에 폴리페놀 기질-산화제 조성물이 높은 농도에서 생산되는 경우에 낮은 농도에서 향상된 성과를 증명하며, 안정성을 개선하기 위한 분자간 힘 격리의 개념을 지지한다.

실험 6

하기는 제형 B를 제조하는 방법 그리고 폴리페놀 기질 추출 과정의 설명이다. 30 그램의 건조된 포메그란테 껍질이 사용되고, 이는 150 ℃에서 1시간 동안 건조되었고, 고운 분말로 빻았고, 20분간 80 ℃로 가열된 10 리터의 탈이온수와 혼합한 이후에, 2시간 동안 실온에서 냉각시켰다. 35 % 식품 그레이드 과산화수소를 첨가했고, 6시간 동안 침전되게 방치한 후에, 5 마이크론 배지를 통해 여과했다. 폴리페놀과 과민반응을 방지하기 위해 용액 안으로 첨가된 이후에 용액 중에 첨가된 과산화수소 용액이 10 % 미만이었다. 이에 따른 용액의 순차적 물 희석액을 10e7-10e8 액체세균 배지에 첨가했다. 이에 따른 용액을 24시간 동안 배양했고, 현탁도에 대하여 시각적으로 관찰했다. 표 1에 도시된 바와 같이, 현탁도(+ 탁함, - 탁하지 않음)는 독자 생존 가능한 세균을 나타낸다.

세균 종	농도(ml/ml)											대조군
세균 종	500	250	125	62.5	31.3	15.6	7.81	3.9	1.95	0.98	0.49	대조군
대장균	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+
장티푸스 병원균	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+
포도상구균	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+
녹농균	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+
리스테리아균	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+	+
파스튜렐라멀토시다	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+
프로테우스 불가리스균	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+	+	+
폐렴간균	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+
세레우스균	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+
보데텔라 브로키셉티카	-	-	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+

실험 7

실험용 마우스 상의 쌍방 대칭 랜싯 상처에 제형 A의 200:1 희석액의 적용은 식염수 대조군 또는 항생제 연고로 처리된 상처의 약 1/3 상처 봉합을 보였다.

실험 8

제형 A의 200:1 희석액에 담근 면직물 패드를 염증을 일으키는 구강 점막에 10분 동안 적용했다. 세 명의 지원자에 대하여, 한 시간 내에 모두 현저한 통증의 감소 및 부기의 감소를 경험했다. 감염은 두 가지를 완전히 해결하였는데, 점막 조직상에서 항염증 및 항감염 가능성을 보였다.

실험 9

잦은 또는 만성 설사의 증상의 병력을 현재 및 과거에 갖는 10명의 인간 지원자에게 250 ml의 물 중의 제형 B를 40:1로 희석한 희석액 5 ml를 5일 동안 주었다. 9명은 1주 이상 동안 불편함 및 증상에서 현저한 감소를 보였다.

실험 10

제형 A 및 제형 B의 100:1 희석액 0.5 ml를 표면이 대장균으로 접종된 양 혈액 주입된 한천 플레이트상의 펀지 웰(punch well) 안에 도입했다. 웰의 주변은 PP-O 복합체의 침투를 다루기 힘든 가교 결합된 혈액 단백질의 불투명부를 빠르게 형성했고, 웰 주변에 세균 억제 영역이 보이지 않았다. 이와 대조적으로, 혈액 단백질이 없는 최소의 영양소 한천은 배지를 통해 PP-O 확산을 나타내는 현저한 억제 영역을 보였으며, 이런 결과는 감소된 독성 가능성을 지지하는 조성물의 낮은 조직 침투를 증명한다.

실험 11

양돈 농장에서 5일 된 아시아 랜드레이스 교배종 돼지를 13 개의 시험 대상과 3개의 대조군으로 나누었으며, 모두에게 사료의 동등한 양 및 유형을 생후 3개월까지 배급했다. 시험 대상에게 5 마이크로그램의 제형 A를 3일 마다 급수로 주었고, 만일 설사가 관찰되면 동일한 투여량을 매일 주었다. 21일째에, 시험 군은 적은 설사를 경험하였고, 평균은 대조군보다 1.0 kg 더 무거웠다. 3달째에, 시험 대상의 평균 몸무게는 허리 둘레 측정에 기초하여 대조군보다 25 내지 30 % 더 컸으며, 이러한 결과는, 예방과 성장 조촉매로소 항생제에 대한 대안으로서 제형 A의 생존 능력을 증명한다.

실험 12

99마리의 순종 랜드레이스 새끼 돼지의 성장을 추적했고 평가했다. Swine 우유 리플레이서(replacer)에 제형 B의 산화제-폴리페놀 조성물을 배급했다. 21일 된 스타터(starter)는 환경 변화에 의해 스트레스를 받는 경향이 있고, 약 1주 동안 설사의 발생정도가 증가했다. 이 기간 동안에 실험 군은 대조 군에 비해 18 % 더 높은 평균 몸무게를 보였으며, 이러한 결과는 우유 리플레이서와 호환성 및 성장 최정화의 상업적 값을 보여준다.

	실험군	대조군
새끼 돼지 수	53	46
투여량	7.5 μg(건조한 식물 중량)	0 μg
빈도	하루에 한번	없음
시험 기간	8일	8일
초기 평균 중량	7.00 kg	7.225 kg
종료시 평균 중량	8.81 kg	8.76 kg
증가된 평균 중량	1.81 kg	1.535 kg

실험 13

독소의 안정성을 10 개의 특정 병원균이 없는 순종 랜드레이스 돼지를 사용하여 시험했다(각각의 돼지는 생후 23일 됨). 돼지에게 하루에 250 μg 또는 하루에 2500 μg을 45일 동안 투여했다. 혈액학 및 성장을 관찰했고 조직학을 수행했으며, 결과는 조직 또는 장기 상에 부정적인 효과는 보이지 않았다.

실험 14

50 마리의 젖을 뗀 스타터 새끼 돼지를 5개의 군으로 나누었고, 각각에게 12 μg을 5주 동안 매 3일에 한번 씩 투여했다. 통계적 분석은 실험군에서 상당한 중량 증가를 보인다. 상기 실험은 병원균의 대조군에서 폴리페놀-산화제 조성물의 효과적인 사용의 증거이고, 많은 상업적 및 의학상 유용한 적용의 측정가능한 값을 보인다. 본 실험이 농업상의 동물 생산에서 직접적인 성장 촉진에 유익하다는 것을 증명함에도 불구하고, 돼지의 사용은 인간에 대하여 생물학적 및 면역학적 유사성을 갖는다고 알려져 있고, 인간에서 수행 및 안정성의 예측 변수로서 일반적으로 사용된다. 그러므로, 잠재적인 효과는 인간에 대하여 예상되고 주장될 수 있다. 이는 비정기적인 소화 불량 및 비특이적 원인의 설사의 빠른 진정에서 직접적인 실험에 의해 지지된다. 20 μg 내지 250 μg(건조 중량 당량)의 단일 투여량은 인간에서 설사를 해결하는데에 효과적이라고 관찰되었으며, 경감 징후는 일반적으로 한 시간 내에 인지된다.

생산

실시예 중 일부는 본원의 방법에 따라 생산되었다. 제조 과정은 안전한(GRAS) 식품-그레이드로 승인되고 일반적으로 인정된 유기식품 프로그램(NOP)을 사용하여 유기농 제품 재료 및 과정을 사용할 수 있다. 제조 과정은 깨끗한 방의 실험실에서 우수의약품제조관리기준(GMP)하에서 수행될 수 있다.

일부 생산 방법은 식물 기처리(pre-process), 단백질 변성 및 추출, 메타-안정된 페놀성 복합체 안으로 반응 물질의 분자 내 격리, 후처리, 및 추가 성분으로 희석 및 배합을 포함한다.

본원에 개시된 과정은 관심 있는 화학의 흔한 성질 때문에 광범위한 식물 종 및 조직 유형에 사용가능하다. 식물의 공급원은 독성 및 자가분해와 같은 원하거나 원하지 않는 특유의 효과를 잠재적으로 줄 수 있는 중요한 분율 함량 및 제 2 성분, 경작의 가능성에 기초하여 선택될 수 있다.

본원에 개시된 조성물의 제조는 기질 함량, 개시제 효능, 미생물학의 수행, 및 분자 결합 수용력을 직접적으로 측정하는 몇몇의 표준화된 품질 관리 방법을 포함할 수 있다. 조성물의 제조는 수년 동안 실온에서 시험해왔다. 결과는 보유하고 있는 표본과 함께 가속 안정성 시험을 보인다. 화합물의 미생물학 안정성 희석 한계점은 상기로 결정되었으며, 이는 자가 보존을 만든다.

실시예 중 일부는 다양한 다른 식물 베이스(base)로부터 성공적으로 생산되었다. 오랜 세월 동안 상호 보완적으로 사용되는 논란이 없는 잘 특징지어진 식품 식물 및 대안적인 약물이 사용되는 경우에, 바람직한 결과는 얻어진다. 당해 분야에 통상의 기술자는 많은 식물, 식물 조직 또는 조합이 작업 메커니즘이 기능상, 구조상, 화학적으로, 생물학적으로 또는 본원에 개시된 실시예에 물리적으로 동등한 한, 다른 시장을 위해 다른 제형을 만드는데에 사용될 수 있을 것이라고 인식될 것이다.

본 발명은 본 발명의 제조 및 작동 원리의 이해를 가능하게 하도록 구체적으로 포함되는 특정 실시예에 관하여 설명했다. 구체적인 실시예 및 이의 세부 사항에 대한 본원의 참조는 첨부된 청구하의 범위를 제한하려는 의도가 아니다. 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 실례를 위해 선택된 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있다는 것이 당해 분야의 통상의 기술자에게 용이할 것이 자명하다.

Claims

a. 히드록실기를 갖는 분자를 함유하는 처리된 유체; 및
b. 산화제 및 촉매로 히드록실기를 산화시킴으로써 분자를 활성화하기 위한 활성화 메커니즘을 포함하되,
상기 분자를 활성화하는 것은 분자의 결합 친화성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 분자는 중합 분자(polymeric molecule) 또는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 분자는 폴리페놀을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 3 항에 있어서,
상기 폴리페놀은 식물로부터 유래된 것을 특징으로 하는 조성물.
제 4 항에 있어서,
상기 식물은 차나무 잎, 석류 겉껍질 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 3 항에 있어서,
상기 분자는 탄닌, 리그닌, 플라보노이드, 히드록시코마린(hydroxycoumarin), 알칼로이드 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 분자는 하나 이상의 인위적으로 합성된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 촉매는 산화 환원 효소를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 촉매는 카탈라아제, 페록시다아제(peroxidase), 페놀 산화효소, 티로시나아제, 금속 촉매 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 촉매는 동물 세포에 위치되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 촉매는 병원균에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 11 항에 있어서,
상기 병원균은 바이러스, 세균, 곰팡이, 진핵생물, 프리온 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 산화제는 활성산소 종(ROS)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 13 항에 있어서,
상기 활성산소 종은 과산화수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 13 항에 있어서,
상기 활성산소 종은 오존 환원의 산물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 유체는 폴리페놀, 다당류 또는 이들의 조합을 함유하는 건조한 혼합물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 16 항에 있어서,
상기 활성화 메커니즘은, 상기 폴리페놀, 다당류 또는 이들의 조합이 용액 중에서 촉매 및 산화제와 접촉하는 경우에 개시되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 히드록실기는 활성화 후에 카보닐기가 되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 분자는 상기 히드록실기의 활성화 후에 퀴논기(quinonic group)가 되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 분자는 상기 히드록실기의 활성화 후에 병원균을 불활성화하는 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 산화제는 자유 라디칼을 제공하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 활성화된 분자는 자유 라디칼을 제공하는 것을 특징으로 하는 조성물.
a. 식물로부터 하나 이상의 생중합체를 얻는 단계; 및
b. 하나 이상의 생중합체의 분자 결합 친화성이 증가되도록, 상기 하나 이상의 생중합체상의 히드록실기를 활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 하나 이상의 생중합체는 폴리페놀, 다당류 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 하나 이상의 생중합체를 실질적으로 건조된 형태로 동물에게 배급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 활성화 단계는 효소, 산화제 또는 이들의 조합에 접촉하는 하나 이상의 생중합체를 유발하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 산화제를 실질적으로 건조된 형태로 동물에게 배급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
활성화된 하나 이상의 생중합체를 동물의 단백질과 가교 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 하나 이상의 생중합체는, 생중합체들 간에 가교 결합 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 하나 이상의 생중합체는 하나 이상의 병원균과 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 30 항에 있어서,
상기 하나 이상의 생중합체와 하나 이상의 병원균을 결합하는 단계는 응집물(agglomeration)의 침전을 야기하며, 상기 침전물은 여과되고 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 30 항에 있어서,
상기 결합하는 단계는 병원균의 증식을 중단시키는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 하나 이상의 활성화된 생중합체는 물질 대사 경로를 차단할 수 있거나, 병원균 또는 바이러스의 기능을 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 하나 이상의 활성화된 생중합체를 사용하여 동물의 설사 증상을 치료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 히드록실기를 활성화시키는 단계는 동물의 부위 상에서 효소에 의해 촉발되는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 히드록실기를 활성화시키는 단계는 효소의 외인성 첨가에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
산화제와 반응하는 산화 환원 효소 또는 환원 화합물의 제거 단계, 불활성화 단계 또는 이들의 조합 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
제 23 항에 있어서,
병원균의 침입을 방지하도록, 하나 이상의 생중합체를 동물의 단백질과 가교함으로써 배리어(barrier)를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 제조 방법.
a. 생중합체 상의 히드록실기의 반응 근접(reactive proximity)에 첨가된 활성산소 종을 국부화하는 단계;
b. 생중합체의 히드록실기를 활성화하는 단계; 및
c. 생중합체를 표적 부위에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부화된 반응을 용이하게 하는 방법.
제 39 항에 있어서,
상기 생중합체는 폴리페놀, 다당류 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부화된 반응을 용이하게 하는 방법.
제 39 항에 있어서,
상기 활성화하는 단계는 효소와의 만남을 야기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부화된 반응을 용이하게 하는 방법.
제 39 항에 있어서,
상기 활성산소 종은 수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부화된 반응을 용이하게 하는 방법.
제 42 항에 있어서,
상기 과산화수소를, 생중합체를 함유하는 용액에 첨가함으로써 히드록실기의 반응 근접에서 과산화수소의 농도를 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국부화된 반응을 용이하게 하는 방법.
제 39 항에 있어서,
상기 생중합체는 다수의 히드록실기를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부화된 반응을 용이하게 하는 방법.
a. 기선택된 화학 물질을 함유하는 하나 이상의 생분자를 제조하는 단계; 및
b. 동물 조직을 통해 하나 이상의 생분자의 침투율을 조절하기 위해 크기, 중량, 또는 이의 조합을 선택하는 단계를 포함하는 조절된 화학 물질 전달 방법.
제 45 항에 있어서,
상기 화학 물질은 페놀성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조절된 화학 물질 전달 방법.
제 45 항에 있어서,
상기 화학물질은 퀴논성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조절된 화학 물질 전달 방법.
제 45 항에 있어서,
상기 생분자는 식물로부터의 추출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조절된 화학 물질 전달 방법.
제 45 항에 있어서,
상기 제조 단계는 생분자를 단리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절된 화학 물질 전달 방법.
제 45 항에 있어서,
상기 선택하는 단계는 생분자를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절된 화학 물질 전달 방법.
제 45 항에 있어서,
동물 조직에 생분자의 적용이 동물 조직으로부터 독성 반응을 유발하지 않도록, 상기 침투율은 중간인 것을 특징으로 하는 조절된 화학 물질 전달 방법.