비쭈기나무 가지로부터 항산화, 미백 및 주름개선 활성 성분 규명

Abstract

비쭈기나무(Cleyera japonica Thunb.) 가지 추출물 및 분획물의 다양한 생리활성을 검색하고, 화합물을 분리･동정하였다. 또한 분리된 화합물의 항산화 활성 및 피부미백, 주름개선 효과를 검색하여 천연 항산화제 및 화장품 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 본 연구를 하였다. 비쭈기나무 가지 70% 에탄올 추출물을 용매의 극성순서에 따라 순차적으로 분획하여 n-hexane, ethyl acetate, n-butanol, water fraction을 얻었다. 이들 중 ethyl acetate fraction에 대해 vacuum liquid chromatography(VLC), Sephadex LH-20 및 silica gel column chromatography를 수행하여 1D, 2D NMR을 이용해 화합물의 구조를 확인하였고 문헌과 비교하여 총 12개의 화합물을 분리･동정 하였다. 분리된 화합물은 catechin(1), catechin 3-O-α-L-rhamnopyranoside(2), epi-catechin(3), taxifolin(4), taxifolin 3-O-α-L-arabinopyranoside(5), taxifolin 3-O-α-L-rhamnopyranoside(6), proanthocyanidin A-1(7), 3,5,7 -trihydroxylchromone 3-O-α-L-arabinopyranoside(8), aviculin(9), 3,3'-di -O-methylellagic acid(10), 3,3'-di-O-methylellagic acid 4'-O-β-D -xylopyranoside(11), betulinic acid(12)로 확인되었다. 이들은 모두 비쭈기나무에서 처음으로 분리된 화합물이다. 항산화 활성 검색 결과 추출물, ethyl acetate 및 n-butanol fraction에서 좋은 DPPH radical과 hydroxyl radical 소거 활성을 보였다. 분리된 화합물의 DPPH radical 소거 활성 실험에서는 compound 1, 3, 4, 7의 SC50 값이 5.02 μg/mL, 6.64 μg/mL, 6.25 μg/mL, 5.38 μg/mL로 대조군인 vitamin C(4.05 μg/mL)와 유사한 활성이 있음을 확인하였다. 또한 compound 2, 5, 6의 SC50 값이 각각 10.00 μg/mL, 13.22 μg/mL, 8.59 μg/mL로 이들 역시 좋은 DPPH radical 소거 활성이 있었다. 그리고 hydroxyl radical 소거 활성 실험에서는 compound 1, 3, 4, 7의 SC50 값이 각각 614.91 μg/mL, 625.42 μg/mL, 395.81 μg/mL, 173.87 μg/mL로 좋은 활성을 보였으며, 특히 compound 7은 대조군인 vitamin C(151.40 μg/mL)와 유사한 매우 좋은 hydroxyl radical 소거 활성이 있었다. 미백 활성 실험에서는 추출물 및 분획물의 tyrosinase 저해 활성은 거의 없었으나, 분리된 화합물 중 compound 11의 IC50 값이 36.33 μg/mL로 대조군인 arbutin(67.20 μg/mL) 보다 더 좋은 활성이 있었다. 또한 B16F10 melanoma cell을 이용한 melnogenesis 저해효과 실험에서 추출물 및 n-butanol fraction이 대조군인 arbutin 보다 더 좋은 활성을 보였다. 그리고 주름개선 효과를 보는 elastase 저해 활성 실험에서는 추출물 및 분획물의 활성은 거의 없었으나, 분리된 화합물 중 compound 12의 IC50 값이 17.96 μg/mL로 대조군인 oleanolic acid(29. 62μg/mL) 보다 더 좋은 활성이 있음을 확인하였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 비쭈기나무 가지를 이용한 천연 항산화제 및 피부미백, 주름개선에 효과가 있는 천연 기능성 화장품 소재로의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

Phytochemical investigation of the ethanol extract from Cleyera japonica Thunb. stem resulted in the isolation of twelve constituents; catechin (1), catechin 3-O-α-L-rhamnopyranoside (2), epi-catechin (3), taxifolin (4), taxifolin 3-O-α-L-arabinopyranoside (5), taxifolin 3-O-α-L -rhamnopyranoside (6), proanthocyanidin A-1 (7), 3,5,7 -trihydroxylchromone 3-O-α-L-rhamnopyranoside (8), aviculin (9), 3,3'-di -O-methylellagic acid (10), 3,3'-di-O-methylellagic acid 4'-O-β-D -xylopyranoside (11) and betulinic acid (12). The structures of these compounds were confirmed by comparing their spectroscopic data to those in the literature. As far as we know, all of the compounds 1-12 were isolated for the first time from this plant. In order to study the skin-related properties for the isolated compounds, bioactivity screenings on anti-oxidation, anti-tyrosinase, anti -melanogenesis in B16F10 melanoma cells and anti-elastase were conducted. For the anti-oxidation tests, the compound 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7 showed strong DPPH radical scavenging activities with SC50 of 5.02 μg/mL, 10.00 μg/mL, 6.64 μg/mL, 6.25 μg/mL, 13.22 μg/mL, 8.59 μg/mL and 5.38 μg/mL respectively, whose activities were comparable to a positive control vitamin C (SC50 4.05 μg/mL). In addition, compound 1, 3, 4 and 7 showed strong hydroxyl radical scaveging activities with SC50 of 614.91 μg/mL, 625.42 μg/mL, 395.81 μg/mL and 173.87 μg/mL respectively, whose activities were comparable to a positive control vitamin C (SC50 151.40 μg/mL). On the tyrosinase inhibition studies, the compound 11 (IC50 36.33 μg/mL) showed stronger activity than arbutin (IC50 67.20 μg/mL), a positive control. Moreover, when tested in B16F10 melanoma cells, extract and n-butanol fraction inhibited the cellular melanogenesis as effectively as arbutin. On the elastase inhibition studies, the compound 12 (IC50 17.96 μg/mL) showed stronger activity than oleanolic acid (IC50 29.62 μg/mL), a positive control. Based on these results, C. japonica stem extract could be potentially applicable as anti-oxiant and/or cosmeceutical ingredient.