섬오갈피 열매, 참꽃나무 잎, 당근 지상부 및 구멍갈파래 추출물의 항염, 항균 활성 성분 연구

Abstract

본 연구는 제주 자생 식물인 섬오갈피(Acanthopanax koreanum) 열매, 참꽃나 무(Rhododendron weyrichii) 잎, 당근(Daucus carota var. sativa) 지상부 및 해조류인 구멍갈파래(Ulva pertusa) 추출물 및 분획물의 다양한 피부 관련 활성 을 검색하고, 이들의 활성 성분을 확인하기 위해 크로마토그래피, NMR 등을 이 용하여 화합물의 구조를 동정하였다. 또한 분리된 화합물의 항염, 항균, 미백 활 성을 확인하여 천연 기능성 화장품 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 본 연 구를 진행하였다. 각각의 추출물을 용매의 극성에 따라 순차적으로 분획하여 용매 분획물을 얻었 으며, 이들 중 ethyl acetate (EtOAc) 분획물에 대해 medium pressure liquid chromatography (MPLC) 또는 vacuum liquid chromatography (VLC) 및 open column chromatography를 수행하여 단일물질을 분리하였고, 1H, 13C NMR 등을 이용해 화합물의 구조를 확인하였다. 섬오갈피 열매 EtOAc 분획물은 항염, 항균, tyrosinase 저해 활성이 우수했으 며, 이들 데이터를 바탕으로 단일물질 분리를 진행한 결과, 5개의 화합물을 분리 하였다. 분리된 화합물은 ent-kaurenoic acid (1), 3α-hydroxylup-20(29)-en -23,28-dioic acid (2), 3α-hydroxylup-20(29)-en-23,28-dioic acid 3-O-β -D-glucopyranoside (3), impressic acid (4), 3α,11α,23-trihydroxylup -20(29)-en-28-oic acid (5)로 확인되었다. 분리된 화합물 중 compound 3은 섬오갈피에서 처음으로 분리된 화합물이다. 분리된 화합물 모두 항염 활성이 우 수했으며, 기전 연구가 보고되지 않은 화합물인 compound 3에 대해 항염 활성 기전 연구를 수행한 결과, compound 3은 NO, TNF-α, IL-1β, IL-6의 생성 및 iNOS 단백질의 발현을 억제시키는 활성이 있음을 확인하였다. 또한 compound 1, 2는 항균 활성이 우수하였고, compound 1, 3, 5는 tyrosinase 저해 활성이 대조군인 arbutin 보다 우수하였다. 참꽃나무 잎 EtOAc 분획물은 항염 및 항균 활성이 있었으며, 참꽃나무 잎으로 부터 5개의 화합물을 분리하였다. 분리된 화합물은 ursolic acid (1), corosolic acid (2), asiatic acid (3), astragalin (4), isoquercetin (5)으로 확인 되었다. 이들은 모두 참꽃나무에서 처음으로 분리된 화합물이다. 항염 활성 실험 결과, compound 2, 3이 세포에 대한 독성이 없는 범위 내에서 NO의 생성을 억제시키 는 활성이 있었으며, 항균 활성 실험에서는 compound 3이 S. epidermidis와 P. acnes 균주에 대해 항균 활성이 우수하였다. 당근 지상부 EtOAc 분획물 또한 항염 및 항균 활성이 우수했으며, 당근 지상부 로부터 3개의 화합물을 분리하였다. 분리된 화합물은 diosmetin (1), diosmin (2), cynaroside (3)으로 확인되었고, 이들은 모두 항염 활성이 있었다. 또한 compound 3은 P. acnes 균주에 대해 항균 활성이 우수하였다. 구멍갈파래 EtOAc 분획물은 항염, 항균 및 미백 활성이 있었으며, 구멍갈파래 로부터 5개의 화합물을 분리, 동정하였다. 분리된 화합물은 loliolide (1), epi-loliolide (2), dehydrovomifoliol (3), 3-hydroxy-4,7-megastigmadien-9 -one (4), 4-hydroxy-2,3-dimethyl-2-nonen-4-olide (5)로 확인되었으며, 이 들은 모두 구멍갈파래에서 처음으로 분리된 화합물이다. 분리된 화합물에 대한 항염 활성 실험 결과, compound 1, 4, 5가 세포에 대한 독성 없이 농도 의존적 으로 NO의 생성을 억제시키는 활성이 있었다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 섬오갈피 열매, 참꽃나무 잎, 당근 지상부 및 구 멍갈파래를 이용한 항염, 항균 또는 미백 효과를 갖는 천연 기능성 화장품 소재 로서의 이용 가능성을 확인할 수 있었다.

In this study, we investigated identification of skin-related bioactive constituents from Acanthopanax koreanum fruits, Rhododendron weyrichii leaves, Daucus carota var. sativa areal parts and Ulva pertusa. The chemical structures of the isolated compounds were elucidated based on the spectroscopic data including NMR spectra, as well as comparison of the data to the literature values. Five constituents were isolated from the ethanol extract of A. koreanum fruis; ent-kaurenoic acid (1), 3α-hydroxylup-20(29)-en-23,28-dioic acid (2), 3α-hydroxylup-20(29)-en-23,28-dioic acid 3-O-β-D-glucopyranoside (3), impressic acid (4) and 3α,11α,23-trihydroxylup-20(29)-en-28-oic acid (5). As far as we know, compound 3 was isolated for the first time from this plant. All of the compounds showed anti-inflammatory and anti-bacterial activities. On the tyrosinase inhibition studies, compound 1, 3 and 5 showed stronger activities than arbutin, a positive control. Five phytochemicals were isolated from the ethanol extract of R. weyrichii leaves; ursolic acid (1), corosolic acid (2), asiatic acid (3), astragalin (4) and isoquercetin (5). As far as we know, these compounds were isolated for the first time from this plant. Among the isolated compounds, compound 2 and 3 showed anti-inflammatory activities and compound 3 showed strong anti-bacterial activity. From the ethanol extract of Daucus carota var. sativa, three bio-active constituents were isolated; diosmetin (1), diosmin (2) and cynaroside (3). All of the compounds showed strong anti-inflammatory activities. Phytochemical investigation of the ethanol extract from U. pertusa resulted in the isolation of five constituents; loliolide (1), epi-loliolide (2), dehydrovomifoliol (3), 3-hydroxy-4,7-megastigmadien-9-one (4) and 4-hydroxy-2,3-dimethyl-2-nonen-4-olide (5). As far as we know, all of the compounds 1-5 were isolated for the first time from this seaweed. Among the isolated compounds, compound 1, 4 and 5 showed anti-inflammatory activities. Based on these results, extract of A. koreanum fruits, R. weyrichii leaves, D. carota var. sativa areal parts and U. pertusa could be potentially applicable as cosmeceutical ingredients.