• 제목/요약/키워드: 기질금속단백질분해효소-1

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치수 및 치근단 병소에서 기질금속단백분해효소(matrix metalloproteinase) -1, -2, -3의 분포에 관한 연구 (Detection of Matrix Metanoproteinase -1, -2, -3 in pulpal and periapical pathosis)

  • Su-Jung Shin;Seung-Ho Baek;Sung-Sam Lim
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제26권3호
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    • pp.191-199
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    • 2001
  • 목적 - 기질금속단백분해효소(matrix metalloproteinase)는 조직의 염증 및 치유과정에서 숙주세포에서 생성, 분비되어 세포외기질(extracellular matrix)의 분해에 작용한다. 다양한 염증반응에 기질금속단백분해효소가 중요한 역할을 하는것으로 보고되고 있으나 치수 및 치근단 질환에서의 그 역할은 거의 알려져 있지 않은 상태이다. 본 연구에서는 염증이 있는 사람의 치수 및 치근단 조직을 채취하여 Enzymeimmunoassay 및 면역조직화학적 검색을 통해 제1형, 2형, 3형 기질금속단백분해효소의 수준 및 그 분포를 측정하여 치수 및 치근단 병소에서 이 효소의 작용을 알아보는 것을 목적으로 한다. 방법 - 연구재료는 근관치료를 위해 서울대학교 병원 치과 진료부 보존과에 내원한 환자를 대상으로 34개의 치아에서 통상의 근관치료 중 발수한 치수조직과 치근단 수술중 얻은 치근단 병소(n=10)를 이용하였다. 치수는 발수 전에 임상진단을 통해 급성 치수염(n=12), 만성 치수염(n=12), 정상 치수(n=10)로 구분하고 정상치수로 진단된 것을 대조군으로 설정하였다. 채취된 표본은 둘로 나누어 절반은 30분 이내에 5$\mu\textrm{m}$ 두께로 동결절단을 시행하여 조직표본을 제작하였고 deep freezer에 보관하였다가 헤마톡실린-에오신 염색 및 면역조직화학적 검색을 시행하였다. 나머지 조직은 ELISA를 위해 액체 질소에 보관하였다. ELISA를 시행하기전 표본의 단백질 정량을 시행하여 모든 표본의 단백질 양을 50mg/$\mu\textrm{l}$로 일치시키고 Amersham사의 ELISA kit를 사용하여 제1형, 2형, 3형의 기질금속단백분해효소의 양을 측정하였으며 그 결과를 Mann-Whitney U test를 사용하여 각 군간의 통계학적 유의성을 검증하였다. 결과 1. ELISA의 결과 제1형 기질금속단백분해효소의 농도는 모든 실험군에서 대조군보다 유의성있게 높게 나타났다.(p<.05). 또한 급성치수염군의 제1형 기질금속단백분해효소의 농도가 다른 실험군보다 유의성있게 높았다(p<.05). 2. 제2형 기질금속단백분해효소의 경우 급성치수염군과 대조군에서만 유의성있는 차이를 보였다(p<.05). 3. 제3형 기질금속단백분해효소의 경우 급성치수염군에서 대조군이나 만성치수염군보다 유의성 있는 높은 수치를 보였다(p<.05). 4. 면역조직화학검색 결과 염증성 치수에 존재하는 급성 및 만성염증세포 주위로 기질금속단백분해효소에 대한 면역 반응이 존재하였으며 주로 제1형과 제3형 기질금속단백분해효소의 경우 대식세포 및 림파구 주위로 강한 발색제의 침윤양상이 관찰되었다. 5. 치근단병소의 면역조직화학적 검색 결과 만성염증 세포 주변으로 미약한 발색제의 침윤양상이 관찰되었다.

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항산화 효능을 가진 사포닌이 사람섬유아세포에서 기질 금속 단백질 분해효소에 미치는 영향 (Effect of Saponin with Antioxidant Activity on Matrix Metalloproteinase in Human Dermal Fibroblasts)

  • 박혜정;김문무;이동환
    • 생명과학회지
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    • 제21권9호
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    • pp.1266-1273
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    • 2011
  • 사포닌은 동양의 전통적인 약재로 널리 알려진 인삼의 주요한 성분이다. 사포닌의 다양한 생물학적 효능이 밝혀져 있으나, 피부재생과 관련된 효능은 현재까지도 명백하지 않다. 본 연구에서는 세포외 시스템에서 사포닌의 항산화 효과 뿐만 아니라 사람 진피 섬유아세포에서 기질금속단백질 분해효소(MMP)에 대한 효능이 조사되었다. 먼저 MTT assay를 이용한 세포생존력에 대한 사포닌의 효능을 조사한 결과, 10 ${\mu}g$/ml 이하의 농도에서 사포닌은 세포생존력을 증가시켰으나 25 ${\mu}g$/ml 이상의 농도에서는 세포독성을 나타내었다. 항산화에 대한 사포닌 효능을 조사한 결과, 1 ${\mu}g$/ml 이상의 농도에서 사포닌은 환원력 뿐만 $H_2O_2$에 대한 억제 효능을 보여주었다. 특히, DNA 산화에 대한 보호 효과도 나타내었다. 더욱이 gelatin 및 casein zymography 시험결과, 사포닌은 MMP-2를 활성화 시키고 MMP-1의 활성을 증가시키는 것으로 보아, 항노화 및 피부재생 약효제로 잠재적인 가능성이 기대된다.

어류의 장기조직에 분포하는 단백질분해효소에 관한 연구 2. 고등어 유문수조직중에 분포하는 3종 알칼리성 단백질분해효소의 특성 (The Proteinase Distributed in the Intestinal Organs of Fish 2. Characterization of the Three Alkaline Proteinases from the Pyloric Caeca of Mackerel, Scomber japonicus)

  • 김형낙;변재형
    • 한국수산과학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.547-557
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    • 1986
  • 전보(Pyeun and Kim, 1986)에서와 같이 고등어 유문수조직에서 정제한 3종의 알칼리성단백질분해효소에 대하여 활성최적조건, 열안정성. 기질친화도, 화학약제에 대한 영향 및 분자량 등을 규명하였다. 각 정제효소의 반응최적조건을 기질별로 검토한 결과, casein에 대하여 Enz. A는 pH 9.4, Enz. B와 Enz. C는 pH 9.8이었으며, Hb에 대하여 Enz. A는 pH 9.2, Enz. B는 pH 10.2, 그리고 Enz. C는 pH 9.8이었고, 최적반응온도는 공히 $45^{\circ}C$였다. 효소농도 $2{\mu}g/ml,\;2\%$ casein 기질의 반응조건에서 반응시간(x)에 대한 활성도 (y)의 관계를 분석한 결과, Enz. A는 60분. Enz. B는 40분, 그리고 Enz. C는 50분까지 1차 반응의 관계가 성립하였으며, 이때의 반응속도식은 Enz. A는 y=3.6x, Enz. B는 Y=6.0x, 그리고 Enz. C는 y=4.2x였다. 열안정성을 검토하기 위하여 $50^{\circ}C$에서 5분간 가열했을때, Enz, A는 $90\%$, Enz. B는 $33\%$, 그리고 Enz. C는 $37\%$가 각각 불활성화하였다. Lineweaver-Burk의 도식에 의한 효소의 기질친화도를 측정한 결과, casein기질에 대하여 Enz. A는 Km이 $5.0{\times}10^{-3}\%$, Enz. B는 Km이 $1.0{\times}10^{-3}\%$, 그리고 Enz. C는 Km이 $3.6{\times}10^{-3}\%$였다. 금속 ion에 의한 영향을 검토한 결과, $Ag^+,\;Hg^{2+}$는 효소활성을 저하시켰으나, $Mn^{2+},\;Sn^{2+}$$Pb^{2+}$ 이온은 활성을 증가시켰다. Enz. B와 Enz. C는 soybean trypsin inhibitor에 의해 상당히 저해되었다. 따라서 효소 B와 C는 serine 계 단백질분해효소로 판단되었다. SDS-PAG 전기영동과 Sephadex G-100 겔 여과법에 의하여 각 정제효소의 분자량을 측정한 결과, Enz. A는 $27,500{\pm}2.500$, Enz. B는 $20,500{\pm}1,500$, 그리고 Enz. C는 $15,250{\pm}250$이었다.

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사람 난표액의 Caseinolytic Enzyme (A Caseinolytic Enzyme in Human Follicular Fluid)

  • 심명선;김해권
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제7권2호
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    • pp.113-118
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    • 2003
  • 포유동물의 성숙한 난포의 난포액 속에는 여러 종류의 단백질 분해효소가 있으며 이들은 난포의 형성과 퇴화 및 난자의 성숙과 배란 등의 다양한 변화에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다. 난포액 속의 단백질 가수분해효소 중에는 serine proteinase가 비교적 잘 알려져 있으나 다른 효소 특히, caseinolytic enzyme에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 사람의 난포액을 재료로 하여 caseinolytic enzyme의 존재 여부 및 동 효소의 특성을 알아보고자 하였다. 사람의 난포액과 혈청 그리고 사람의 제대혈을 $\alpha$-casein을 기질로 하는 zymography 방법으로 분석 한 결과 분자량 80 kDa의 매우 강한 caseinolytic activity를 지니는 효소 단백질과 분자량 78 kDa의 비교적 약한 caseinolytic activity를 갖는 단백질 등 두 개의 caseinolytic enzyme이 관찰되었다. 이 caseinase들의 특성을 알아보기 위해 phenylmethylsulfonyl fluoride(PMSF), soybean trypsin inhibitor(SBf), 1,10-phenanthroline, E-64 그리고 ethylenediamine tetraacetic acid(EDTA)를 zymouaphy의 substrate buffer에 처리한 결과 EDTA와 SBTI에 의해서 80 kDa와 78 kDa caseinase의 활성이 억제되었다 이로 미루어 80 kDa와 78 kDa caseinase는 trypsin-like enzyme인 것으로 추측된다. 한편 사람 난포액의 zymouaphy 수행시에 5 mM의 EDTA가 첨가된 substrate buffer에 CaC $l_2$, MgC $l_2$, MnC $l_2$ ZnC $l_2$를 각각 0에서 10 mM의 농도별로 처리한 결과 모두 5 mM 농도에서 가장 높은 caseinase 활성을 보였다. 금속 이온의 첨가없이 EDTA만 처리한 대조군의 경우 caseinase의 활성은 나타나지 않았다. 이로 미루어 80 kDa 및 78 kDa caseinase는 효소 활성을 위해 이가 금속 양이온을 필요로 하는 것으로 여겨진다.

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한천분해세균 Cellvibrio mixtus SC-22의 분리 및 효소적 특성 (Isolation of an Agarolytic Bacteria, Cellvibrio mixtus SC-22 and The Enzymatic Properties)

  • 차정아;김유진;서영범;윤민호
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제52권4호
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    • pp.157-162
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    • 2009
  • 한천분해세균 SC-22균을 대전 대청댐부근의 담수에서 분리하였다. 생화학적 분석 및 16S rRNA 염기서열 분석을 통한 계통학적 분류를 통해 SC-22는 Cellvibrio mixtus로 동정되었다. 분리균의 생육 및 agarase 효소 생성능을 검토한 결과, SC-22는 탄소원으로 0.2% agar를 첨가한 배지에서 배양 36시간에 최대 생육을, 배양 48시간에 58.5 units/mL의 최대 효소활성을 나타내었다. 분리균은 세포외 및 세포내 agarase를 생성하였으며, zymogram 실험에 의해 P1, P2 및 P3의 isoenzyme을 분비하는 것으로 확인 되었다. 배양여액으로부터 겔여과법과 이온교환수지법을 단계적으로 이용하여 SC-22 균주로부터 SDS-PAGE에 의해 25 kDa의 효소를 정제하였으며, 정제효소는 zymogram에서 확인된 주 단백질인 P2(29 kDa)과 동일한 단백질임이 확인되었다. 또한 정제한 agarase의 효소학적 성질을 검토한 결과, 효소의 최적 pH와 최적온도는 pH 7.0과 $50^{\circ}C$이었으며, 금속이온 효과의 경우 1 mM 농도의 수준에서도 $Fe^{2+}$, $Na^+$, $Ca^{2+}$ 이온 등은 정제효소의 활성을 10-20% 증가시킨 반면 $Hg^{2+}$, $Mn^{2+}$$Cu^{2+}$ 이온들은 효소 활성을 크게 저해하였다. 또한 TLC 분석을 통해 정제효소는 한천 분해 올리고당으로 주로 단당류와 이당류를 생성하므로 $\beta$-agarase의 작용특성을 보였다. 기질특이성 실험에서는 정제효소는 agar와 agarose만을 이용 하였고 유사 해조 다당류인 alginate는 물론 다른 다당류를 분해하지 못하였다.

돼지감자중의 Inulin 분해효소에 관한 연구 (Studies on Inulase from Jerusalem artichoke)

  • 전덕영;김명희
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.205-210
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    • 1988
  • 돼지감자로부터 inulase를 분리한 다음 황산 암모늄침전, Sephadex G-100 겔 투과 및 DEAE-cellulose 크로마토그래피를 통하여 정제하여 최종적으로 회수율 42%의 6,470배 정제된 효소를 얻었다. 이 효소의 분자량은 57,000으로서 하나의 폴리펩티드로 구성되어 있었다. 이 효소의 최적 pH와 최적온도는pH5.0과 $33^{\circ}C$이었으며 몇 가지의 기질중 inulin에 대해서만 특이적으로 작용하였고 이에 대한 Km값은 20mM, Vmax는 943unit/mg-단백질이었다. 또한 이 효소는 metalloenzyme이 아니며 $Mg^{2+},Ca^{2+},\;Hg^{2+}$등의 금속 이온에 의해 그 작용이 완전히 저해되었다.

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새우젓에서 alkaline pretease의 정제 및 특성 (Purification and Characterization of Alkaline Protease from saewoo-jeot, salted and fermented shrimp (Acetes japonicus))

  • 남은정;오세욱;조진호;김영명;양차범
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.82-89
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    • 1998
  • 새우젓에서 protease를 추출, 정제하여 이의 효소학적 특성을 조사하였다. 새우젓 protease를 추출, 전기투석으로 탈염, ammonium sulfate로 단백질을 분획 시킨 후 Sephadex G-100 column chromatography와 DEAE-cellulose column chromatography를 행하여 정제하였으며 정제 효소는 전기영동상 단일 band로 나타났으며 분자량은 24 kDa, 수율은 14%, 비활성역가는 8.4 unit/mg, 정제배수는 9.8이었다. 정제효소의 최적 pH는 8.0이었고 $pH\;7.0{\sim}10.0$의 범위에서 안정하였다. 단백질 분해 효소 활성의 최적 온도는 $40^{\circ}C$이었고 $30{\sim}60^{\circ}C$의 온도 범위에서 안정성을 나타내었다. 기질에 대한 특이성으로 합성기질인 BAPNA, TAME에는 활성을 보였으며 hammersten casein을 기질로 사용하였을때의 Km값은 $5.1{\times}10^{-7}\;M$이었다. 금속 이온의 영향으로는 $M^{++}$만이 활성이 증가되었고 다른 금속 이온들에 의해서는 저해되었다. 저해제의 효과에서는 STI차 TLCK에 의해 현저하게 저해되었다. 이상의 성질에서 새우젓에서 분리된 protease는 serine계의 trypsin-like enzyme으로 추정되었다.

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저식염멸치젓에서 분리한 단백질분해력이 강한 세균 및 생산된 단백분해효소의 특성 (Characterization of the Strong Proteolytic Bacteria Isolated from Low Salt Fermented Anchovy and of Protease Produced by that Strain)

  • 차용준;이응호;이강희;장동석
    • 한국수산과학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.71-79
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    • 1988
  • 미생물에 의해 속성 저식염젓갈을 제조할 목적으로 저식염멸치젓(식염 $4\%$, KCl $4\%$, lactic acid $0.5\%$, 솔비톨 $6\%$ 및 고추가루 알코올추출물 $4\%$)에서 단백질분해력이 강한 미생물을 분리하여 그 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 숙성 40일경의 시료를 취하여 skim milk배지상에서 HC ratio 2.5이상인 단백질 분해력이 강한 균주를 선별하여 동정한 결과 A. anaeregenes, B. subtilis, S. saprophyticus 3균주이었으며 모두 pH 7.0, $30^{\circ}C$에서 균증식 및 효소활성이 양호하였다. 이들 균 중 B. subtilisrbs이 비증식속도는 $0.95hr^{-1}$, 12시간 배양후 $89\mu{g}-Tyr/hr.ml$의 효소환성을 나타내어 분리된 균주 중 활성이 가장 좋았으며 산업적 응용성이 기대되었다. 그리고 gel여과법으로 정제한 B. subtilis 프로테아제의 특성은 pH 7.0, $35^{\circ}C$에서 활성이 가장 우수하였으며 분자량은 23,000으로 추정되었다. 또 카제인을 기질로 하여 효소반응 속도를 측정한 결과 Km값이 $0.73\%$이었다. 효소저해제의 효과에서는 EDTA, o-phenanthroline에 의하여 거의 실활되었으며, 금속 이온으로는 $Fe^{2+},\;Ni^{2+},\;Cu^{2+}$ 이온등에 의해 강하게 저해되는 것으로 보아 metal chelator sensitive neutral protease로 추정되었다.

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섬유아세포에서의 MMP-2 및 MMP-9 활성 억제에 의한 베르베린의 항주름 효과 (Anti-wrinkle effect of berberine by inhibition of MMP-2 and MMP-9 activity in fibroblasts)

  • 장영아;이진태
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제61권1호
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    • pp.9-15
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    • 2018
  • 우리는 황련에서 분리된 베르베린의 화장품소재로의 활성을 평가하기 위해 항산화와 항주름 효능을 분석하였다. 시료의 독성을 평가하기 위해 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) assay를 수행하였으며 항산화와 항주름 활성평가를 위해 ROS 생성능, hyaluronic acid 생성능, MMP-2, -9, TIMP-1,-2, $TNF-{\alpha}$의 발현을 각각 측정하였다. 베르베린에 대한 자외선의 세포 독성은 CCD-986sk 섬유아세포를 이용하여 MTT 분석으로 측정되었고, 세포 독성이 $25{\mu}g/mL$의 농도 미만에서 관찰되지 않았다. 또한 베르베린이 ROS 생산을 농도 의존적으로 감소시키고 히알루론산의 합성을 촉진한다는 것을 발견했다. 베르베린은 주름 형성과 관련된 MMP-2 및 MMP-9의 protein 단계 및 mRNA 발현을 감소시키고 TIMP-1 및 TIMP-2의 발현을 증가시켰다. 프로 pro-inflammatory cytokine 으로 알려진 $TNF-{\alpha}$에 대한 베르베린의 억제효능을 실험한 결과, 농도의존적으로 $TNF-{\alpha}$ 유전자를 억제하는 효과를 나타내었다. 이러한 결과를 통해 베르베린은 활성산소종의 억제와 TIMP-1과 -2의 발현 조절에 의한 MMP-2,-9의 감소로 항산화 및 항주름에 효과가 있는 화장품 소재로서의 가치를 가진다고 사료된다.

인간피부 섬유아세포에서 UVB 유도된 산화 스트레스와 기질금속단백질가수분해효소 발현에 블루베리의 저해능 (Inhibitory Activity of Blueberries on UVB-induced Oxidative Stress and Matrix Metalloproteinase Expression in Human Skin Fibroblasts)

  • 장영아;김세기
    • 생명과학회지
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    • 제29권12호
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    • pp.1321-1328
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    • 2019
  • 자외선B(UVB: 290-320 nm) 방사선으로도 알려진 중간 파장 태양광선은 인간에게 조기 노화 및 산화손상에 의존하는 피부암을 유발할 수 있다. UVB가 유발하는 반응성 산소종(ROS)의 형성은 종종 이러한 광선에 과도하게 노출되는 결과로 MMP-1과 MMP-3와 같은 매트릭스 금속단백질(MMP)을 활성화할 수 있다. 이 효소들은 인간의 섬유질에서 type 1형 콜라겐을 분해한다. 본 연구에서는 블루베리(EEB)의 에틸 아세테이트 추출물의 항산화 및 항노화 효과를 평가했다. 블루베리의 항산화 실험은 DPPH 분석과 CCD-986sk 세포를 사용하여 ROS 생성을 평가했다. 블루베리의 주름방지 효능을 평가하기 위해 MMP-1 생성과 type 1형 procollagen 합성을 평가하고 Western Blot과 RT- PCR을 통해 MMP 1, 3의 발현량을 평가하였다. EEB는 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼의 소거능을 보이며 UVB에 유도된 ROS의 생성을 저해하였다. 또한 EEB는 procollagen 생성감소 및 MMP-1 생성량의 증가 등 광노화 및 피부암과 관련된 UVB로 야기되는 과정을 억제하였다. 더 정확히 말하면, EEB (50㎍/ml)는 MMP-1과 -3의 mRNA와 단백질 발현을 현저히 억제하였다. EEB의 항노화 효과는 항산화 작용에 기인한다. 이러한 연구 결과는 EEB가 type 1형 procollagen, MMP-1, MMP-3의 수준을 조절함으로써 인간 섬유아세포에서 UVB가 유발하는 노화로부터 보호 효과를 가지고 있음을 나타낸다.