Investigation of DPPH Radical Scavenging and Pyolyl Endopeptidase Inhibitory Activities of Plant Extracts

천연 식물자원에서 DPPH 라디칼 제거능과 Prolyl Endopeptidase 활성 저해능 탐색

The present study was performed to investigate the 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl (DPPH) radical scavenging and Proly1 endopeptidase (PEP) inhibitory activities of plant extracts. The whole extract of Fragaria yezoensis inhibited the DPPH radical by $90.4\%$ and the stem of Gingko biloba, Gardenia jasminoides for. grandiflora and Rhododendron yedoensa var. poukhanene, the loaves of Rhododendron mucronulatum var. ciliatum, Gardenia jasminoides for. grandiflora and Corylus sieboldiana var. mandshurice, the fruit of Cornus officinalis, and the root of Gingko biloba showed high DPPH radical scavenging activities. In the case of PEP inhibitory activities, high inhibition was observed in the whole Plant of Fragaria ananassa, Fragaria yezoensis and Hypericum erectum, the stem of Actinidia arguta and Rhododendron yedoensa var. poukhanese, the leaves of Rhododendron yedoensa var. poukhanense and Rosa davurica, the fruit of Cornus officinalis. and the root of Acer okamotoanum. There was significant correlation (P=0.000) between DPPH radical scavenging and prolyl endopeptidase inhibitory activities, thus some of plant extracts such as whole Fragaria yezoensis, fruit of Cornus officinalis had high activities in both DPPH-scavenging and prolyl endopeptidase inhibition. Therefore, it is required to examine the mechanical interaction between DPPH-scavenging and prolyl endopeptidase inhibitory activities and further studying plant extracts with both these activities is desired to develop agents for preventing and treating of Alzheimer's disease.

현재 알츠하이머 질환의 주요한 치료제는 아세틸콜린 분해 저해제(acetylcholinesterase inhibitors)이나, tacrine의 경우 간독성 때문에 지금은 거의 사용되지 않고 있다. 이외에 알츠하이머 질환의 잠재적 치료로서 항산화제와 항아밀로이드 요법이 대두되어 치매의 예방 및 치료를 위한 무독성의 약물 개발을 위해서 많은 연구가 수행되고 있으나 아직까지 치매의 발병 기전이나 뚜렷한 효능을 가진 치료제에 대한 보고가 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 새로운 자원에서 알츠하이머 질환의 치료제로서의 가능성을 탐색하고자 전초 추출물 35종과 부위별 추출물 36종의 식물 추출물 71종에서 DPPH 라디칼 소거능과 PEP 활성 저해율을 측정하였다. 항산화 활성을 살펴 본 결과, 식물 전초에서는 땃딸기(Fragaria yezoensis)에서 $90.4\%$의 라디칼 제거 효과를 보였고, 은행나무(Gingko biloba), 치자나무(Gardenia jasminoides for. grandiflora), 산철쭉(Rhododendron yedoensa var. poukhanense)등의 줄기, 털진달래(Rhododendron mucronulatum var. ciliatum), 치자나무(Gardenia jasminoides for. grandiflora)와 물개암나무(Corylus sieboldiana var. mandshurice)의 잎 부위에서 $88\%$ 이상의 높은 라디칼 제거 효과를, 산수유(Cornus officinalis) 열매 부위 추출물에서는 약 $95\%$ DPPH 라디칼 제거 효과를, 은행나무(Gi템 biloba), 우산고로쇠(Acerokamotoaum)등의 뿌리 부위에서 $85\%$ 이상의 DPPH 라디칼 제거 효과를 보였다. PEP활성의 저해율을 측정하여 비교한 결과, 식물 전초의 경우 딸기(Fragaria ananassa), 땃딸기(Fragaria yezoensis), 고추나물(Hyperircum erectum)에서 높은 저해율을 줄기 부위의 경우 다래(Actinidia arguta), 산철쭉 (Rhododendron yedoensa var. poukhanense)의 줄기 부위, 산철쭉(Rhododendron yedoensa var. poukhanense)과 생열귀나무(Rosa davurica), 삼나무(Cryptomeria japonica), 털진달래(Rhododendron mucronulatum var. ciliatum)의 및 부위에서 90$\%$ 이상의 높은 PEP 활성 저해율을, 산수유(Cornus officinalis)의 열매 추출물이 95.3$\%$의 저해율을, 우산고로쇠(Acer okamotoanum) 뿌리 추출물이 $83.3\%$의 저해율을 나타냈다. 식물 추출물 71종에서 땃딸기(Fragaria yezoensis) 전초, 산수유(Cornus officinalis) 열매 부위의 경우 DPPH 라디칼 소거능과 PEP 활성 저해율에서 모두 $90\%$ 이상의 활성을 보이는 등 DPPH 라디칼 소거능과 PEP 활성 저해율 사이에 유의수준 0.000에서 양의 상관관계가 있었다. 따라서 PEP 활성 저해 메커니즘에 대한 항산화 작용의 영향을 더욱 더 조사할 필요가 있을 것으로 판단되며, 산수유와 땃딸기와 같은 식물 자원은 항산화활성과 PEP 활성 저해능이 모두 높으므로 알츠하이머 질환의 치료 및 예방 물질로서의 개발 가능성이 큰 것으로 보인다.