Molecular Docking Studies of Phlorotannins from Brown Algae with Biological Activities

Abstract

플로로탄닌은 폴리페놀의 일종으로서 해양 폴리페놀이라고 불리고 있으며, 해조류 중 갈조류에 다량의 함유되어 있는 물질이다. 이런 플로로탄닌의 구조는 기본적으로 아로마틱 또는 페놀릭 링을 가지고 있으며 이를 통하여 다양한 생리활성이 보고 되어지고 있다. 이 연구에서는 갈조류에서 분리된 플로로탄닌에 대한 구조를 분석하였으며 또한, 이 플로로탄닌의 멜라닌생합성, 당뇨, 고혈압에 관련된 효소에 대한 억제 활성을 측정하였다. 그리고 활성을 비교 분석하는 방법으로서 molecular docking 방법을 이용하였으며, 이 방법은 효소의 활성 부위에 플로로탄닌이 어떤 결합 작용을 통하여 효소 활성을 억제하는지 비교 분석하였다. 1. 해조류의 한 종류인 갈조류로부터 플로로탄닌을 분리하여 멜라닌 생합성과정에 미치는 영향을 측정하였다. 분리된 플로로탄닌 모두 멜라닌 생합성 과정을 크게 억제 하는 것을 확인 할 수 있었으며, 특히, 새로운 플로로탄닌인 Octaphlorethol A (OPA)는 매우 높은 억제 활성을 나타내었다. 또한, molecular docking이라는 방법을 통하여 멜라닌 생합성에 관련된 타이로신에이즈에 대한 플로로탄닌의 molecular docking 바인딩을 통하여 활성 및 작용에 기전에 대하여 비교 분석하였다. 2. 당뇨에 관련된 효소로, 장내에서 다당을 단당으로 분해시켜 혈관 내로당의 흡수를 도와주는 역할을 하는 효소인 알파-글루코시데이즈에 대한 플로로탄닌의 효소 저해 활성을 측정하였다. 디에콜과 OPA는 기존의 알파-글루코시데이즈 효소 저해제로서 사용되어지는 아카보즈보다 높은 활성을 나타내었다. 이를 molecular docking을 통하여 플로로탄닌이 알파-글루코시데이즈에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 3. 고혈압에 관련된 효소로, 안지오텐신 I 을 활성하시켜 안지오텐신 II의작용을 유도하고, 브래디키닌을 불활성화시킴으로써 고혈압을 유도하는 안지오텐신 I 전환 효소에 대한 플로로탄닌의 효소 저해 활성을 측정하였다. 플로로탄닌 중 OPA가 가장 높은 저해 활성을 나타내는 것을 확인 할 수 있었다. Molecular docking을 이용하여 안지오텐신 I 전환 효소의 활성 부위에 플로로탄닌이 어떤 작용을 하는지 비교 분석하였다. 4. 플로로탄닌은 다양한 효소 억제 활성을 나타내었는데, 체내에 존재하는 소화 효소인 트립신과 펩신에 대하여 억제 활성을 정도를 비교하기 위하여 차에 존재하는 카테킨 종류와 함께 비교 분석한 결과 플로로탄닌은 소화 효소에 대하여 카테킨 종류에 비하여 낮은 저해 활성을 보였고 이를 molecular docking을 통하여 비교 분석하였다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 플로로탄닌은 멜라닌 생합성, 당뇨, 고혈압에 관련 된 효소에 대하여 높은 저해 활성을 보여주었으며, 반면에, 체내에 존재하는 효소에 대해서는 낮은 저해 활성을 보여 산업적 용도가 매우 다양할 것이라고 생각되며, 특히 molecular docking을 통하여 비교 분석함으로써 많은 종류의 물질의 다양한 생리활성을 예측 및 작용 기전을 확인 할 수 있을 것이라 판단된다.