KR20230091552A - 지아잔틴을 포함하는 펄비비르가 tsd2061 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산 방법 - Google Patents
지아잔틴을 포함하는 펄비비르가 tsd2061 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 지아잔틴을 포함하는 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp.TSD2061) 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산 방법에 관한 것으로, 천연색소 카르테노이드인 지아잔틴 생합성능을 가진 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp.TSD2061) 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산 방법을 제공하고, 상기 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구 질환 치료 또는 예방용 약학 조성물, 건강기능식품 조성물, 동물 사료용 착색 조성물 또는 화장료 조성물로서 유용하게 활용될 수 있다.
Description
본 발명은 지아잔틴을 포함하는 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산 방법에 관한 것이다.
지아잔틴은 카로테노이드(Carotenoid)의 잔토필(Xanthophyll) 계열에 속하는 고부가 물질로서 약 600여개의 자연 카로테노이드에 속한다. 지아잔틴은 항산화제, 눈건강 보조제 및 가축, 어류 사육시 사용되는 착색제로서 잘 알려져 있으며, 항염 및 항암 효능도 갖는 것으로 알려져 있다. 지아잔틴은 프리라디칼(free-radical) 제거제로서, 생체 조직 내에서 자유단 산소 제거 능력(항산화 효능)이 상당히 강하다는 것이 확인된 바 있다.
지아잔틴은 인체에서 합성되지 않으므로 음식을 통해 흡수해야 하며, 식물과 계란노른자 등의 섭취를 통해 흡수할 수 있다. 지아잔틴은 지질친화성이 있는 물질로서 물에 잘 녹지 않는 성질이 있으며, 그 구조는 다음과 같다.
지아잔틴은 인간의 눈 망막에 존재하는 황반 중심 부근에 농축된 형태로 다량 분포하고 있으며, 강한 자외선에 의한 청색광을 흡수하고 프리라디칼 발생으로 인한 산화 스트레스로부터 눈을 보호하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이러한 역할을 통해 시력 저하의 원인이 될 수 있는 백내장, 황반변성 등 노화로 의한 퇴 행성 안 질환 예방 효과가 있으며 심장이나 피부 등에도 분포하는 것으로 알려져 있다. 또한 지아잔틴은 동물의 육지방, 피부, 난황 등을 효율적으로 착색시키므로, 탈색 방지를 위한 동물 사료용 착색제로서 각광받고 있다. 따라서 루테인 및 지아잔틴은 눈 건강을 위한 건강보조식품, 화장품, 사료첨가제 등 다양한 산업에 활용 될 수 있으며, 다양한 제품이 개발되고 있다.
본 발명의 목적은 지아잔틴을 포함하는 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주를 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구 질환 치료 또는 예방용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분 으로 포함하는 퇴행성 안구 질환 치료 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한 다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분 으로 포함하는 동물 사료용 착색 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주를 배양하는 단계를 포함하는 지아잔틴 생산 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 천연색소 카르테노이드인 지아잔틴 생합성능을 가진 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산 방법을 제공하고, 상기 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구 질환 치료 또는 예방용 약학 조성물, 건강기능식품 조성물, 동물 사료용 착색 조성물 또는 화장료 조성물로서 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 펄비비르가 TSD2061 균주의 고체 한천 배지 상에서의 콜로니 형성 모습을 나타낸다.
도 2는 펄비비르가 TSD2061 균주의 16S rRNA 염기서열에 따른 분류학적 계통도를 나타낸다.
도 3은 펄비비르가 TSD2061 균주의 온도, 염화나트륨(NaCl) 농도 및 pH 조건 에 따른 생장 곡선을 나타낸 그래프을 나타낸다.
도 4는 펄비비르가 TSD2061 균주 아세톤 추출물의 UV-스펙트럼을 350-650nm 파장의 범위에서 분석한 결과를 나타낸다.
도 5A는 아스타잔틴(AS), 지아잔틴(ZE), 라이코펜(LY) 및 베타카로틴(β-CA)을 아세톤에 녹여 크로마토그램을 통해 분석한 결과를 나타낸다.
도 5B는 펄비비르가 TSD2061 균주의 아세톤 추출물을 크로마토그램을 통해 분석한 결과를 나타낸다.
도 5C는 표준시약, 아스타잔틴(AS), 지아잔틴(ZE), 라이코펜(LY), 베타카로 틴(β-CA) 및 균주 추출물의 혼합물을 크로마토그램을 통해 분석한 결과를 나타낸 다.
도 5D 및 도 5E는 HPLC-DAD를 이용한 표준시약 지아잔틴의 UV-크로마토그램 및 펄비비르가 TSD2061 균주 추출물의 UV-크로마토그램 분석 결과를 나타낸다.
도 6은 액체크로마토그래피 질량분석(LC-MS)을 통해 지아진틴 및 펄비비르가 TSD2061 균주의 질량분석 데이터를 분석한 결과를 나타낸다.
도 7은 펄비비르가 TSD2061 균주에 형광 광원(cool-white fluorescence light) 조사 이후, 3일(72h)간 배양하여 생성되는 바이오매스(Bacterial dried cell weight) 및 지아잔틴의 생산량을 분석한 결과를 나타낸다.
도 2는 펄비비르가 TSD2061 균주의 16S rRNA 염기서열에 따른 분류학적 계통도를 나타낸다.
도 3은 펄비비르가 TSD2061 균주의 온도, 염화나트륨(NaCl) 농도 및 pH 조건 에 따른 생장 곡선을 나타낸 그래프을 나타낸다.
도 4는 펄비비르가 TSD2061 균주 아세톤 추출물의 UV-스펙트럼을 350-650nm 파장의 범위에서 분석한 결과를 나타낸다.
도 5A는 아스타잔틴(AS), 지아잔틴(ZE), 라이코펜(LY) 및 베타카로틴(β-CA)을 아세톤에 녹여 크로마토그램을 통해 분석한 결과를 나타낸다.
도 5B는 펄비비르가 TSD2061 균주의 아세톤 추출물을 크로마토그램을 통해 분석한 결과를 나타낸다.
도 5C는 표준시약, 아스타잔틴(AS), 지아잔틴(ZE), 라이코펜(LY), 베타카로 틴(β-CA) 및 균주 추출물의 혼합물을 크로마토그램을 통해 분석한 결과를 나타낸 다.
도 5D 및 도 5E는 HPLC-DAD를 이용한 표준시약 지아잔틴의 UV-크로마토그램 및 펄비비르가 TSD2061 균주 추출물의 UV-크로마토그램 분석 결과를 나타낸다.
도 6은 액체크로마토그래피 질량분석(LC-MS)을 통해 지아진틴 및 펄비비르가 TSD2061 균주의 질량분석 데이터를 분석한 결과를 나타낸다.
도 7은 펄비비르가 TSD2061 균주에 형광 광원(cool-white fluorescence light) 조사 이후, 3일(72h)간 배양하여 생성되는 바이오매스(Bacterial dried cell weight) 및 지아잔틴의 생산량을 분석한 결과를 나타낸다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명자는 천연색소 카로테노이드로서 지아잔틴의 생산을 위한 새로운 미생물 탐색을 위해 노력한 결과, 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주가 천연색소 카르테노이드로서 지아잔틴을 생합성하고, 특정 배양조건에서 지아잔틴의 생산이 증가함을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주를 제공한다.
상기 균주는 지아잔틴을 생산하는 것을 특징으로 갖는다.
본 발명자들은 천연색소 카로테노이드로서 지아잔틴의 생산을 위한 새로운 미생물을 탐색하고자 다양한 해양 시료를 수집하고, 수집 시료 중 해양 연안 퇴적물로부터 분리한 균주가 고함량의 지아잔틴 생합성 생산능을 가지는 것을 확인했으며, 상기 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주를 TSD2061로 정의하였다.
상기 균주는 통상의 미생물이 사용할 수 있는 영양원을 함유하는 배지에서 배양할 수 있으며, 일례로 MA 배지(marine agar 2216, BD, USA)를 사용하여 호기적 조건에서 진탕 배양하였다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분 으로 포함하는 퇴행성 안구 질환 치료 또는 예방용 약학 조성물을 제공한다.
상기 퇴행성 안구 질환은 황반변성, 백내장 및 녹내장으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 가지지만 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다.
상기 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸 히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 약학적 조성물에 포함되는 첨가제의 함량은 특별히 한정되는 것은 아니며 통상의 제제화에 사용되는 함량 범위 내에서 적절하게 조절될 수 있다 .
상기 약학적 조성물은 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립, 정제, 크림, 젤, 패취, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니멘트제, 파스타제 및 카타플라스마제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 외용제 형태로 제형화될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 제형화를 위해 추가로 있는 약학적으로 허용 가능한 담체 및 희석제를 포함할 수 있다. 상기 약학적으로 허용 가능한 담체 및 희석제는 전분, 당, 및 만니톨과 같은 부형제, 칼슘 포스페이트 등과 같은 충전제 및 증량제, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스 유도체, 젤라틴, 알긴산염, 및 폴리비닐 피롤리돈 등과 같은 결합제, 활석, 스테아린산 칼슘, 수소화 피마자유 및 폴리에틸렌 글리콜과 같은 윤활제, 포비돈, 크로스포비돈과 같은 붕해제, 폴리소르베이트, 세틸알코올, 및 글리세롤 등과 같은 계면 활성제를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 약학적으로 허용 가능한 담체 및 희석제는 대상체에게 생물학적 및 생리학적으로 친화적인 것일 수 있다. 희석제의 예로는 염수, 수용성 완충액, 용매 및/또는 분산제(dispersion media)를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용) 할 수 있다. 경구 투여일 경우, 정제, 트로키제(troches), 로젠지(lozenge), 수용성 현탁액, 유성 현탁액, 조제 분말, 과립, 에멀젼, 하드 캡슐, 소프트 캡슐, 시럽 또는 엘릭시르제 등으로 제형화될 수 있다. 비경구 투여일 경우, 주사액, 좌제, 호흡기 흡입용 분말, 스프레이용 에어로졸제, 연고, 도포용 파우더, 오일, 크림 등으로 제형화 될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물의 투여량은 환자의 상태 및 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이 체질 특이성, 제제의 성질, 질병의 정도, 조성물의 투여시간, 투여방법, 투여기간 또는 간격, 배설율 및 약물 형태에 따라 그 범위가 다양할 수 있으며, 이 분야 통상의 기술자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 예컨대, 약 0.1 내지 10,000mg/kg의 범위일 수 있으나 이제 제한되지 않으며, 하루 일회 내지 수회에 나누어 투여될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여되거나 비경구 투여(예를 들면, 정맥 내, 피하 내, 복강 내 또는 국소에 적용)될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물의 약학적 유효량, 유효 투여량은 약학적 조성물의 제제화 방법, 투여 방식, 투여 시간 및/또는 투여 경로 등에 의해 다양해질 수 있으며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 목적하는 치료에 효과적인 투여량을 용이하게 결정하고 처방할 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물의 투여는 하루에 1회 투여될 수 있고, 수회에 나누어 투여될 수도 있다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구 질환 치료 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 통상적으로 이용되는 식품으로써 일반적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 건강기능식품으로서 사용될 수 있다. 상기 "건강기능식품"이라 함은 건강기능 식품에 관한 법률에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 의미하며, "기능성"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.
상기 건강기능식품 조성물은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 상기 "식품 첨가물"로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전처에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.
상기 "식품 첨가물 공전"에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼륨, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물, 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물, L-글루타민산나트륨 제제, 면류첨가알 칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류들을 들 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 정제, 캡슐, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있다. 예를 들어, 캡슐 형태의 건강기능 식품 중 경질 캡슐제는 통상의 경질 캡슐에 본 발명에 따른 조성물을 부형제 등의 첨가제와 혼합 및 충진 하여 제조할 수 있으며, 연질 캡슐제는 본 발명에 따른 조성물을 부형제 등의 첨가제와 혼합하고 젤라틴 등 캡슐기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캡슐제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다.
상기 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 교미제, 착향제 등에 대한 용어 정의는 당업계에 공지된 문헌에 기재된 것으로 그 기능 등이 동일 내지 유사한 것들을 포함한다. 상기 식품의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 통상적인 의미에서의 건강 기능식품을 모두 포함한다.
본 발명에서 용어 “예방”이란 본 발명에 따른 조성물의 투여로 질환의 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 말한다. 본 발명에서 용어 “치료”는 본 발명에 따른 조성물의 투여로 질환의 증세가 호전되거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 말한다. 본 발명에서 "개선"이란 본 발명의 조성물을 개체에 투여하거나 섭취시켜 질환의 나쁜 상태를 좋게 하는 모든 행위를 의미한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 동물 사료용 착색 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분 으로 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
상기 화장료 조성물은 색조 또는 항산화 화장료 조성물인 것을 특징으로 갖는다.
상기 화장료 조성물은 유연화장수, 영양화 장수, 수분크림, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 앰플, 젤, 아이크림, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 스프레이 및 파우더로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 제형화될 수 있다.
구체적으로, 상기 화장료 조성물은 일반적인 유화 제형 및 가용화 제형으로 제조할 수 있다. 예컨대, 유연 화장수 또는 영양 화장수 등의 화장수; 훼이셜 로션, 바디로션 등의 유액; 영양 크림, 수분 크림, 아이 크림 등의 크림; 에센스; 화장연고; 스프레이; 젤; 팩; 선 스크린; 메이크업 베이스; 액체 타입, 고체 타입 또는 스프레이 타입 등의 파운데이션; 파우더; 클렌징 크림, 클렌징 로션, 클렌징 오일 등의 메이크업 제거제; 또는 클렌징 폼, 비누, 바디워시 등의 세정제로 제형화 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 피부 외용제는, 연고, 패치, 겔, 크림 또는 분무제로 제형화될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화장료 조성물은 각각의 제형에 있어서 상기 필수성분 외에 제형의 종류 또는 사용 목적 등에 따라 본 발명에 따른 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 다른 성분들이 적절히 배합될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 통상적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있으며, 예컨대 유분, 물, 계면활성제, 보습제, 저급 알코올, 증점제, 킬레이트제, 색소, 방부제, 향료 등을 적절히 배합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 허용 가능한 담체는 제형에 따라 달리할 수 있다. 예컨대, 연고, 페이스트, 크림 또는 젤로 제형화될 때 담체 성분으로서 동물성 유, 식물성 유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크, 산화아연 또는 이들의 추출물이 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 파우더 또는 스프레이로 제형화될 때, 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄히드록사이드, 칼슘 실케이트, 폴리아미드 파우더 또는 이들의 추출물이 사용될 수 있고, 스프레이의 경우 클로로플루오로히드로카본, 프로판, 부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진제를 더 포함할 수 있다.
상기 화장료 조성물은 용액 또는 유탁액으로 제형화될 때, 담체 성분으로서 용매, 용해화제, 또는 유탁화제가 사용될 수 있고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-브틸글리콜 오일 등이 사용될 수 있고, 특히, 목화씨 오일, 땅콩 오일, 옥수수 배종 오일, 올리브 오일, 피마자 오일 및 참깨 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 현탁액으로 제형화될 때, 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리 옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리 옥시에틸렌소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물이 비누로 제형화될 때, 담체 성분으로서 지방산의 알칼리 금속염, 지방산 헤미에스테르염, 지방산 단백질 히드롤리제이트, 이세티오네이트, 라놀린 유도체, 지방족 알코올, 식물성 유, 글리세롤, 당 등이 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 최종 제품의 품질이나 기능에 따라 업계에서 통상적으로 사용되는 지방 물질, 유기용매, 용해제, 농축제, 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 차단제, 습윤 화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제, 화장품에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 화장품학 또는 피부과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 추가적으로 함유할 수 있다.
다만, 상기 보조제 및 그 혼합 비율은 본 발명에 따른 화장료 조성물의 바람직한 성질에 영향을 미치지 않도록 적절히 선택할 수 있다.
색조 화장품은 색채의 재현색, 피복력, 피부 표면의 퍼짐성, 부착성이 좋고 피부의 생리작용을 저해하고 피부에 해가 없어야 한다. 색조 화장품은 크게 안료(pigment)를 주성분으로 하는 파우더 화운데이션, 루즈 파우더, 콤팩트파우더, 투웨이케이크, 아이새도우 등의 고형분말 형태의 화장품과 안료 유제 물을 주성분으로 하는 리퀴드 파운데이션, 크림 화운데이션, 마스카라, 아이라이너 등의 액상의 유화, 분산형 화장품 그리고 안료, 유제(oil,wax)를 주성분으로 혼합하여 균일하게 분산시킨 후 고형화시키는 립스틱, 컨실러, 아이브로우 펜슬 등의 제품으로 나눌 수 있다.
상기 “항산화”는 산화를 억제하는 작용을 의미하는 것으로, 인체는 산화촉진물질과 산화억제물질이 균형을 이루고 있으나, 여러 가지 요인들로 인하여 이러한 균형 상태를 잃고 산화를 촉진하는 방향으로 기울게 되면, 생체 내에 산화적 스트레스(oxidative stress)가 유발되어 세포손상 및 병리적 질환을 유발할 수 있다.
또한, 본 발명은 기탁 번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TS D2061) 균주를 배양하는 단계를 포함하는 지아잔틴 생산 방법을 제공 한다.
상기 균주는 20 내지 35℃, 염화나트륨 수용액 1 내지 5% 및 pH 6.0 내지 8.0으로 이루어진 배양조건하에서 배양한 것을 특징으로 가지지만 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 균주는 30 내지 40μmol s-1 m-2 광 조사에 의해 바이오매스 및 지아잔틴 생산이 증가하는 것을 특징으로 가지지만 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 균주의 분리
충남 태안군 연안 퇴적물을 채취하여 MA 배지(marine agar 2216, BD, USA) 플레이트에 100μL씩 도말한 후 25℃에서 3일~5일 동안 배양하였다. 3일~5일 후 노란색을 띄는 콜로니가 발견되었고, 동일한 배지에서 계대배양을 3차례를 실시한 후 단일 균주를 얻었으며, 이를 잠정적으로 TSD2061으로 명명하였다(도 1).
[실시예 2] 균주의 동정
상기 실시예 1에서 선발한 균주의 동정은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 이용하였다. 분리된 세균 균주의 염색체 DNA를 각 콜로니(colony)로부터 DNeasy Blood & Tissue kit(Quiagen, Germany)를 사용하여 분리하고 분리된 DNA를 PCR 반응의 주형으로 사용하여 균주의 16S rRNA gene을 증폭하였다. 16S rRNA gene 증폭을 위한 프라이머는 27f(AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG) 및 1492r(TAC GGY TAC CTT GTT ACG AC)을 사용했다. PCR(polymerase chain reaction)을 수행한 후 PCR Purification kit(Bioneer, Korea)로 정제하였다. 그 결과, 약 1.5kb 단편을 확인하였으며, 이 단편을 27f, 518r(ATT ACC GCG GCT GCT GG), 785f(GGA TTA GAT ACC CTG GTA) 및 1492r universal primer로 ABI 3730XL automatic sequencer(ABI, USA)를 이용하여 1,508 base pairs의 염기서열을 결정하였다.
결정된 염기서열은 NCBI(the National Center for Biotechnology Information) 및 EzBioCloud(https://www.ezbioc loud.net/)에 등록된 염기서열을 대상으로 BLAST search를 수행하여 homology를 확인하였다. BLAST search을 통한 상기 균주 및 기존에 보고된 표준 균주의 유사성을 비교한 결과, Fulvivirga 종 (Fulvivi rga sp.) 내에 표준 균주, Fulvivirga kasyanovii KMM6220과 95.9%의 가장 높은 유사도를 보였다.
본 균주와 타종의 표준 균주와의 유연관계는 16S rRNA 염기서열을 기반하여 MEGA X software를 사용하여 maximum-likelihood algorithm 및 1000번의 re-sampling을 설정하여 수행하였다.
도 2에 나타난 바와 같이, 상기 TSD2061 균주는 Fulvivirga 종에 속하는 표준 균주들과 아주 높은 분류학적 유연관계를 보이는 신규 미생물임을 확인하였으며, 본 분리 균주를 Fulvivirga sp. TSD2061로 명명하여 동정하였다.
[실시예 3] 균주의 생리학적 특성 및 탄소원 이용성
본 발명에 따른 균주의 생리적 특성과 탄소원 이용성을 조사하기 위해, GEN III micro plate(Biolog, USA)를 사용하였다. 본 발명에 따른 분리 균주 TSD2061 균주를 마린 브로스 2261에서 30℃ 조건으로 48시간 동안 배양한 후 제조사에 방법에 따라 접종하였으며, 그 결과는 표 1에 나타난 바와 같다.
| Carbon source | Growth | Carbon source | Growth |
| Dextrin | - | Glycyl-L-Proline | - |
| D-Maltose | w | L-Alanine | - |
| D-Trehalose | + | L-Arginine | - |
| D-Cellobiose | + | L-Aspartic Acid | + |
| Gentiobiose | + | L-Glutamic Acid | + |
| Sucrose | w | L-Histidine | - |
| D-Turanose | + | L-Pyroglutamic Acid | w |
| Starchyose | + | L-Serine | w |
| D-Raffinose | + | Pectin | - |
| α-D-Lactose | + | D-Galacturonic Acid | - |
| D-Melibiose | + | L-GalactonicAcid Lactone | - |
| Β-Methyl-D-Gluc oside | w | D-Gluconic Acid | w |
| D-Salicin | - | D-Glucuronic Acid | - |
| N-Acetyl-D-Glucosamine | - | Glucuronamide | w |
| N-Acetyl-β-D-Mannosamine | - | MucicAcid | - |
| N-Acetyl-D-Galactosamine | + | QuinicAcid | + |
| N-Acetyl Neuraminic Acid | + | D-SaccharicAcid | w |
| α-D-Glucose | w | p-Hydroxy-Phenylacetic Acid | - |
| D-Mannose | - | Methyl Pyruvate | - |
| D-Fructose | - | D-Lactic Acid Methyl Ester | w |
| D-Galactose | - | L-Lactic Acid | - |
| 3-Methyl Glucose | w | Citric Acid | w |
| D-Fucose | - | α-Keto-Glutaric Acid | + |
| L-Fucose | - | D-Malic Acid | + |
| L-Rhamnose | + | L-Malic Acid | + |
| Inosine | + | Bromo-Succinic Acid | - |
| D-Sorbitol | w | Tween 40 | - |
| D-Mannitol | w | γ-Amino-ButryricAcid | - |
| D-Arabitol | w | α-Hydroxy-Butyric Acid | - |
| myo-Inositol | w | α-Hydroxy-D,L-Butyric Acid | - |
| Glycerol | w | α-Keto-Butyric Acid | - |
| D-Glucose-6-PO4 | - | Acetoacetic Acid | w |
| D-Fructose-6-PO4 | - | Propionic Acid | + |
| D-Aspartic Acid | - | Acetic Acid | + |
| D-Serine | - | Formic Acid | - |
| Gelatin | - |
[실시예 4] 균주의 배양적 특성
본 발명에 따른 균주의 생장에 영향을 주는 온도, pH 및 염도 조건을 확인하였다. 15㎖ MB 배지(marine broth 2216, BD, USA)가 든 튜브에 균주를 접종하여 personal bioreactor RTS-1C(Biosan, Latvia)를 이용하여 1시간 간격으로 OD 600nm에서 흡광도를 측정하였다. 온도, pH 및 염화나트륨(NaCl) 조건에 따른 균주의 생장 결과를 도 3에 나타내었다.
생장 온도의 영향을 알아보기 위하여 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃, 35℃, 40℃, 45℃, 50℃ 및 55℃에서 균체량을 측정하였다. 그 결과, 배양온도 30℃에서 가장 우수한 생장을 보이는 것을 확인했다.
NaCl의 농도에 따른 최적 생성 조건을 알아보기 위해, 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6% 및 7% NaCl 농도로 MB 배지 성분 중 NaCl을 제거한 조성된 배지에 균을 접종하고 배양하여 균체량을 측정하였다. 그 결과, NaCl 2%에서 가장 우수한 생장을 보이는 것을 확인했다.
pH의 영향을 알아보기 위해, pH 5 및 pH 6 조건에서는 10mM의 MES buffer(2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid)를, pH 7, pH 8, pH 9, 및 pH 10 조건에서는 10mM의 Tris buffer를 MB 배지(marine broth 2216, BD, USA)에 첨가한 후, 1M HCl 및 1M KOH를 이용하여 조정한 후 MB 배지에 균을 접종하고 배양하여 균체량을 측정하였다. 그 결과, pH 7.0에서 가장 우수한 생장을 보이는 것을 확인했다.
[실시예 5] 세균 추출물 제조 및 UV-spectrum 분석
배양된 세균은 6,000 x g에서 5분간 원심분리하여 상등액과 분리하였다. 이후 가라앉은 세포를 증류수로 2회 씻어주고 동결건조기를 이용하여 24시간 동안 동결건조를 진행하였다. 동결건조된 세균 바이오매스는 막자사발에 곱게 갈아 잘 섞어 주었으며, 이후 바이오매스 10mg의 무게를 재고 10mL의 90% 아세톤(HPLC grade)을 넣어 1mg/mL의 농도로 만들어 Vortex로 1분간 잘 섞어 주었다. 이후 초음파(Ultrasonic) 세포분쇄기를 이용하여 얼음 위에서 5분간 15초 파쇄 및 30초의 interval을 두고 아세톤 추출을 진행하였다. 이후 아세톤 추출물 1mL를 1.5mL의 centrifuge tube에 담아 12,000 x g에서 2분간 centrifuge한 이후 상등액 100uL를 96-well plate에 담아 Microplate reader기를 이용하여 crude 추출물의 UV 스펙트럼을 분석하였다.
TSD2061 균주의 아세톤 추출물을 제조하여 UV 스펙트럼을 확인한 결과, 기존에 알려진 지아잔틴과 동일한 구간(453nm 및 478nm)에서 피크가 나타나는 것을 확인하였고, 이를 통해 TSD2061 균주가 지아잔틴을 세포내에 다량 함유하고 있다는 사실을 유추할 수 있었고, 세균이 합성하는 색소가 지아잔틴이 맞는지를 확인하기 위한 추가적인 실험을 진행하였다.
[
실시예
6]
고성능액체크로마토그래피를
이용한 고부가색소 분석
세균의 추출물 내에 포함되어있는 고부가색소를 분석하기 위해, 상기 실시예 5를 통해 추출한 세균 바이오매스의 아세톤 추출물을 고성능액체크로마토그래피(HPLC-DAD 시스템, 1260 Infinity, Agilent, Germany)를 통해 분석하였다. HPLC 분석은 이전 연구를 참고하여 진행하였다(Song et al., 2020; Baek et al., 2018). HPLC 분석을 위해 사용한 이동상 용매는 A(14% 0.1M Tris-HCl(pH 8.0), 84% acetonitrile 및 2% methanol) 및 B(68% methanol 및 32% ethyl acetate) 두 가지를 Gradient 조건으로 사용하였으며 0~15분은 이동상 A, 15~19분은 이동상 B, 19분 이후 6분간은 이동상 A로 1.2mL/min의 flow rate의 속도로 분석하였다. 분석에 사용된 컬럼(Column)은 Spherisorb S5 ODS1(4.6 x 250mm)의 column(Waters, USA)을 활용하여 진행하였으며, Column 온도는 40℃로 설정하여 DAD 검출기로 25분간 분석을 진행하였다. 분석시 Autosampler의 주입량은 10㎕였으며, 추출된 샘플은 분석 전까지 -20℃에서 냉동보관 하였다. 이후 색소의 양을 정량하기 위하여 지아잔틴 표준 물질(Zeaxanthin standard)(Sigma aldrich, USA)를 이용하여 검량선을 만들었으며 이를 이용해 바이오매스 당 포함된 지아잔틴의 양을 정량하였으며, 이후 바이오매스의 농도를 이용하여 단위 배양액(L)에서 생산되는 지아잔틴(mg)의 양을 계산하였다. HPLC-DAD 시스템을 활용하여 분석된 크로마토그램의 피크(peak)에 해당하는 UV 스펙트럼을 각각 확인한 결과, 지아잔틴 표준물질 및 세균 추출물의 지아잔틴의 Peak가 동일한 UV 스펙트럼을 나타내는 것을 확인하였다.
TSD2061 균주의 아세톤 추출물에 함유되어 있는 고부가 색소가 무엇인지 확인하기 위해, HPLC-DAD를 이용하여 분석을 진행한 결과, 도 5와 같은 크로마토그램을 확인하였다. 도 5A에 나타난 바와 같이, 대표적인 고부가 카로테노이드 계열 색소인 아스타잔틴(AS), 지아잔틴(ZE), 라이코펜(LY) 및 베타카로틴(β-CA)을 각각 아세톤에 녹여 분석한 결과, 각 머무름 시간(Retention time)에서 피크가 나타났고, 지아잔틴의 경우 약 10.7분 정도에서 피크가 형성되는 것을 확인하였다. 이후 도 5B에 나타난 바와 같이, TSD2061 균주 추출물의 HPLC 분석 결과, 비슷한 머무름 시간대(±0.1 이내)에서 높은 피크가 나타나는 것을 확인하였고, 도 5C에 나타난 바와 같이, 표준시약 및 세균 추출물을 혼합하여 분석한 결과, 지아잔틴 표준시약과 동일한 머무름 시간(약 10.7분)에서 동일한 피크를 형성하는 것을 확인하였다. 또한, 도 5D 및 도 5E에 나타난 바와 같이, HPLC-DAD를 이용하여 표준시약 지아잔틴 및 TSD2061 균주 추출물에서 나타난 크로마토그램 피크에서 UV-크로마토그램을 각각 확인한 결과, 동일한 모양의 스펙트럼을 나타내는 것을 확인하였다.
[
실시예
7] 액체크로마토그래피 질량분석(LC-MS)을 통한
지아잔틴
생성 검증
HPLC 분석을 통해 확인된 피크가 지아잔틴인지 좀 더 정밀한 확인을 위해, 액체크로마토그래피 질량분석(LC-MS)을 진행하였다. 먼저 LC-MS 분석을 위해, 100%의 Acetonitrile을 이용하여 세균 바이오매스를 위와 동일한 방법으로 추출하였다. 이후 Exion AD LC 및 X500R QTOF(SCIEX, USA)시스템을 이용하여 지아잔틴 표준물질 및 세균 추출물에서 나타난 피크의 Mass 패턴을 비교분석 하였다. scan mode는 100-650m/z 범위에서 분석하였으며 ESI positive 모드로 분석하였다. Drying gas는 12.0L/min, nebulizer pressure는 50 psi, drying gas 온도는 350℃로 각각 설정하였으며 capillary voltage 4000V로 진행하였다. 지아잔틴 크로마토그램은 [M+H]+ 569.4m/z에서 확인하였으며 지아잔틴 표준물질과 세균 추출물의 지아잔틴 Peak가 일치하는 것과 분자량이 동일하게 나타나는 것을 확인하였다. 도 6에서 나타난 바와 같이, 지아잔틴 표준물질 및 TSD2061 균주에서 얻은 크로마토그램 피크의 Mass를 분석한 결과, 동일한 분자량 패턴을 나타내었으며, 이를 통해 TSD2061 균주에 고함량으로 존재하는 색소가 고부가물질인 지아잔틴(Mw=568.88g/mol)이라는 사실을 확인하였다.
[
실시예
8]
형광광원
(Cool-white fluorescence illumination) 조사를 통한 균주의 지아잔틴 생산능 확인
TSD2061 균주가 광조사에 따른 색소함량 및 생산량 변화가 있는지를 확인하기 위해, 암조건(0μmol s-1 m-2), 중간 광도 조건(37.24μmol s-1 m-2) 및 높은 광도 조건(60.85μmol s-1 m- 2)에서 각각 세균을 배양하여 바이오매스(건체량) 및 지아잔틴의 생산량을 비교분석 하였다. 배양은 150rpm, 30℃ 및 Continuous light 조건에서 진탕배양을 하였으며, 500mL 용량의 Erlenmeyer Flask에 250mL의 MA 배지를 이용하여 진행하였다.매
도 7에 나타난 바와 같이, 3일(72h)간 배양하여 생성되는 세균의 바이오매스(Bacterial dried cell weight)와 지아잔틴의 생산량이 광조사에 의해 크게 증가하는 것을 확인하였다. 특히, 중간 정도의 광도인 37.24μmol s-1 m-2에서 가장 높은 바이오매스 및 지아잔틴의 생산량을 나타내는 것을 확인했으며, 광을 조사하지 않았을 때와 비교하여 37.24μmol s-1 m-2의 광을 조사한 실험군에서 바이오매스는 약 1.7배(약 0.36g/L), 지아잔틴은 약 2.3배(약 1.17mg/L)의 생산량이 늘어난 것을 확인하였다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<110> National Marine Biodiversity Institute of Korea
<120> Fulvivirga sp. TSD2061 comprising zeaxanthin and method for producing
zeaxanthin using the same
<130> ADP-2021-0392
<160> 1
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 1508
<212> RNA
<213> Unknown
<220>
<223> 16S rRNA of Fulvivirga sp. TSD2061
<400> 1
agagtttgat cctggctcag gatgaacgct agcggcaggc ctaatacatg caagtcgaac 60
ggtaagtagt gtgcttgcac attacacgag tggcgcacgg gtgcgtaacg cgtatgcaac 120
ctacccttta ctgggggata gcccggagaa attcggatta ataccccata gtattacaag 180
aaggcatctg aaagtaatta aagatttatt ggtaaaggat gggcatgcgt gacattagtt 240
agttggtgag gtaacggctc accaagacaa tgatgtctag gggttctgag aggatgatcc 300
cccacactgg tactgagata cggaccagac tcctacggga ggcagcagta gggaatattg 360
gtcaatgggc gagagcctga accagccatg ccgcgtgcag gaagacggcc ttctgggttg 420
taaactgctt ttatcaggga acaaaaagcc catgcgtggg aaattgcgtg tacctgaaga 480
ataagcaccg gctaactccg tgccagcagc cgcggtaata cggagggtgc aagcgttgtc 540
cggatttatt gggtttaaag ggtgcgtagg tggtcaatta agtcagtggt gaaatcctac 600
agctcaactg tagaactgcc attgaaactg tttgacttga gtatagacga ggtaggcgga 660
atttatggtg tagcggtgaa atgcatagat accataaaga acaccgatag cgaaggcagc 720
ttactagact ataactgaca ctgaggcacg aaagcgtggg gagcgaacag gattagatac 780
cctggtagtc cacgccgtaa acgatgatta ctcgatgtgt gcgatacaca gtacgcgtcc 840
aagcgaaagc gttaagtaat ccacctgggg agtacgctcg caagagtgaa actcaaagga 900
attgacgggg gtccgcacaa gcggtggagc atgtggttta attcgatgat acgcgaggaa 960
ccttacctgg gctagaatgt gagcgcaatc cccagagatg gggagttctt cggacgtgaa 1020
acaaggtgct gcatggctgt cgtcagctcg tgccgtgagg tgttgggtta agtcccgcaa 1080
cgagcgcaac ccctattgtt agttgccatc aggttatgct ggggactcta acaagactgc 1140
ctgcgcaagc agagaggaag gaggggacga cgtcaagtca tcatggccct tacgcccagg 1200
gctacacacg tgctacaatg gcgcatacag agggtagcta cacagcaatg tgatgccaat 1260
ctcaaaaagt gcgtctcagt tcggattggg gtctgcaact cgaccccatg aagttggaat 1320
cgctagtaat cgcgtatcag caatgacgcg gtgaatacgt tcccggacct tgtacacacc 1380
gcccgtcaag ccatggaagt tgggaggacc tgaagacagt tgctgtaagg cgttgtttag 1440
ggttatacca gtaactaggg ctaagtcgta acaaggtagc cgtaccggaa ggtgtggctg 1500
gaacacct 1508
Claims (11)
- 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주.
- 청구항 1에 있어서, 상기 균주는 지아잔틴을 생산하는 것을 특징으로 하는 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주.
- 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안 구 질환 치료 또는 예방용 약학 조성물.
- 청구항 3에 있어서, 상기 퇴행성 안구 질환은 황반변성, 백내장 및 녹내장으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 퇴행성 안구 질환 치료 또는 예방용 약학 조성물.
- 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안 구 질환 치료 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
- 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 동물 사료용 착색 조성물.
- 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴을 유효성분으로 포함하는 화장료 조 성물.
- 청구 항 7에 있어서, 상기 화장료 조성물은 색조 또는 항산화 화장료 조성물 인것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
- 기탁번호 KCTC 14781BP로 기탁된 펄비비르가 TSD2061(Fulvivirga sp. TSD2061) 균주를 배양하는 단계를 포함하는 지아잔틴 생산 방법.
- 청구항 9에 있어서, 상기 균주는 20 내지 35℃, 염화 나트륨 수용액 1 내지 5% 및 pH 6.0 내지 8.0으로 이루어진 배양조건하에서 배양한 것을 특징으로 하는 지아잔틴 생산 방법.
- 청구항 9에 있어서, 상기 균주는 30 내지 40μmol s-1 m-2 광조사에 의해 바이오매스 및 지아잔틴 생산이 증가하는 것을 특징으로 하는 지아잔틴 생산 방법.
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