The Inhibitory Effect of Grapefruit Seed Extracts on the Physiological Function of Enterobacter pyrinus

Grapefruit 종자추출물이 Enterobacter pyrinus의 생리기능에 미치는 영향

Grapefruit seed extracts(GFSE) have some unknown compounds which exhibit the antibiotic activities aganist microorganisms including bacteria and fungi. We have examined the effects of GFSE on the growth of Enterobacter pyrinus which was isolated from necrotic lesions of pear trees. During the cultivation, the growth of the bacteria was strongly inhibited at the low concentration(0.01%, w/w) of GFSE. Hydrophobic fraction extracted from GFSE by mixed solvents (chloroform : methanol : water, 1 : 2 : 0.8, v/v/v) had components which inhibited the growth of bacteria. There was, however, no inhibitory effect of GFSE on the activities of several enzymes including hexokinase, glucose 6-phosphate dehydrogenase, malate dehydrogenase and succinate dehydrogenase. $O-nitrophenyl-{\beta}-D-galactopyranoside(ONPG)$, the artificial substrate of ${\beta}-galactosidase$ was hydrolyzed in the presence of GFSE, indicating that the membrane was pertubated by the GFSE. From the results it was suggested that the antibiotic activity of GFSE is due to the change of membrane permeability of cell. GFSE was fractionated by high performance liquid chromatography equipped with $C_{18}$ reverse phase column. Among active fractions, three peaks were identified as 1-chloro-2-methyl-benzene (o-toluene), N,N-dimethyl-benzenemethaneamine, 1-[2-(2-ethylethoxy)ethoxy]-4- (1,1,3,3-tetramethyl)-bezene, respectively, while the other three remained unidentified.

Grapefruit 종자추출물(GFSE)에는 박테리아와 곰팡이류들에 대하여 항균 효과를 갖는 성분이 있다고 알려져 있다. 배나무에 병반에서 분리한 Enterobacter pyrinus도 GFSE를 가하여 준 배지에서 생육이 억제되었다. 대조군이 stationary phase로 접어든 배양 20시간까지 GFSE의 최종 농도가 0.01%를 함유한 배지에서 E. pyrinus는 전혀 성장하지 못하였다. 항균 성분을 분리하기 위하여 GFSE를 용매추출하여 친수성 분획과 소수성 분획으로 나누었을 때 억제 효과는 소수성 분획에서 관찰되었다. GFSE가 에너지 대사에 관여하는 몇가지 효소에 미치는 영향을 조사하여 본 결과, hexokinase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, malate dehydrogenase와 succinate dehydrogenase 등에는 별다른 효과를 나타내지 않았다. 세포막에 미치는 영향을 알아보기 위하여 ${\beta}-galactosidase$의 인위적 기질인 ONPG의 분해 여부를 조사한 결과, GFSE는 세포막에 영향을 끼침을 관찰하였다. GFSE의 항균 성분을 분리 확인하기 위해서 HPLC $C_{18}$ reverse phase column chromatography를 하여 5개의 peak를 얻었으며, 이중 1개의 분획에서 강한 항균 활성을 검출하였다. 이 분획을 GC-Mass로 사용하여 분석한 결과 1-chloro-2-methyl-benzene (o-toluene), N,N-dimethyl-benzenemethaneamine, 1-[2-(2-ethylethoxy)ethoxy]-4- (1,1,3,3-tetramethyl)-bezene 이외에 분획의 대부분을 차지하는 1개의 물질을 포함하여, 확인하지 못한 3개의 물질이 있음을 알았으며, GFSE의 항균활성을 보이는 성분은 새로운 물질일 가능성을 시사하였다.