Isolation and Identification of Marine Cosmeceutical Whitening Compounds from Brown Seaweeds

Abstract

멜라닌은 인체 피부와 모발의 주요 색깔의 결정에 관여하는 색소 성분으로서 이러한 멜라닌의 합성과정은 멜라닌 세포에 존재하는 멜라노좀에서 합성되며, 이러한 과정은 tyrosinase나 tyrosinase-relative protein 1, 2 (TRP-1, TRP-2) 그리고 MAPK 등에 의해 조절된다. 본 연구에서는 제주 연안에 서식하고 있는 17종의 갈조류를 대상으로 tyrosinase 저해 활성 및 멜라닌 합성 저해 효과를 screening한 결과 넓패 (Ishige foliacea), 바위수염(Myelophycus caespitosus), 지충이 (Sargassum thunbergii), 참가죽그물바탕말 (Dictyota coriacea) 그리고 패 (Ishige okamurae)에서 다른 갈조류에 비해 우수한 효과를 나타내는 것을 확인하였고, raw material 확보여부 등을 고려하여 넓패를 대상으로 활성물질을 분리하였다. 분리된 미백활성 물질인 OPA로 tyrosinase 저해 활성을 측정한 결과 IC 50 값이 14.9±0.03으로 낮은 농도에서도 우수한 저해활성을 나타내었다. 이에 따라 멜라닌을 생성하는 흑색종 세포주인 B16F10 세포에서 α-MSH 자극으로 유발된 멜라닌 합성에 대한 영향을 알아본 결과 50 μM의 농도 내에서 OPA의 독성의 거의 나타나지 않았으며 12.5-50 μM까지 농도의존적으로 멜라닌 합성이 억제되었으며 더불어 tyrosinase의 활성도 농도의존적으로 저해되었다. 뿐만 아니라 시판되는 미백 활성물질인 arbutin 보다 우수한 저해 활성을 나타내는 것을 확인하였다. Western blotting에서 OPA는 tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MITF의 발현을 농도에 비례하여 억제하였으며, MAPK활성화에 미치는 영향을 조사한 결과 ERK, Akt, JNK가 인산화되고 p38의 활성을 억제함으로써 melanin 합성이 지연되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 기능성 소재탐색을 위한 실험 대체동물로 각광받고 있는 in vivo 모델인 zebrafish 실험을 통한 melanin contents 및 tyrosinase 저해 활성에서도 우수한 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.