• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제65권3호
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• pp.231-237
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• 2022

Biorenovation은 미생물의 효소 작용을 통해 기존의 화합물을 새로운 화합물로 전환시키는 방법이다. 본 연구에서는 biorenovation을 Luteolin에 적용하여 Luteolin-7-O-glucoside (L7G)를 합성하였으며 L7G의 미백 기능성을 평가하고자 α-MSH로 유도된 B16F10 mouse melanoma 세포에서 실험을 진행하였다. L7G는 Luteolin의 높은 세포독성을 개선하였으며 세포 독성이 나타나지 않는 농도에서 melanin 합성 및 tyrosinase 생성을 유의하게 억제하였다. 또한 western blot을 통해 멜라닌의 합성 인자들의 발현을 조사한 결과 tyrosinase와 MITF의 발현이 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. 결론적으로 우리는 L7G가 멜라닌의 합성을 억제함으로써 피부 미백에 긍정적인 영향을 나타낼 수 있음을 확인하였으며 이러한 결과를 근거로 L7G가 미백 기능성 원료로써 활용 가능함을 제안한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제65권1호
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• pp.49-55
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• 2022

Biorenovation은 미생물의 효소적 기능을 이용하여 천연 추출물과 같은 소재를 생물전환하는 기법으로 생리활성이 증진되거나 세포독성을 감소시키는 효능이 보고되었다. 이에 본 연구는 천연소재의 생리활성을 증진하고 가치를 향상시키고자 biorenovation 기법을 적용하여 고란초 전엽체 추출물(CH)을 생물전환하였고, LPS로 자극된 RAW 264.7 세포를 사용하여 항 염증 활성을 평가하였다. 세포 사멸을 보이지 않는 50-200 ㎍/mL 농도에서 CH와 생물 전환 추출물(CHB)의 Inducible nitric oxide synthase(iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현량 및 전 염증성 사이토카인의 생성량을 조사한 결과, CHB는 CH보다 산화질소, prostaglandin E₂ 및 사이토카인(interleukin-6, interleukin-1β, tumor necrosis factor-α)의 생성을 억제하였으며, 특히 CHB는 200 ㎍/mL 농도에서 LPS 자극에 의한 iNOS 및 COX-2 단백질의 발현을 무 처리군과 유사한 수준으로 억제하였다. 이러한 결과는 biorenovation 생물 전환을 통해서 기존 식물 추출물의 항염증 활성이 증진될 가능성을 나타내며, CHB가 효과적인 항염증 소재로서 화장품 및 건강기능식품에 적용될 가능성을 시사한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권4호
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• pp.375-382
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• 2021

조록나무는 제주도 및 일본 혼슈 이남, 중국 동남부, 타이완 등에 분포하는 조록나무과의 상록 교목으로, 항산화 및 tyrosinase, elastase의 억제에 효과적인 것으로 알려져 있지만 NO에 대한 억제 효능은 미미한 것으로 보고되었다. 이에 본 연구는 조록나무 잎 추출물(DL)에 biorenovation 생물 전환 기법을 적용하여 항 염증 활성을 증진 시키고자 수행되었다. 이들의 활성은 LPS로 자극된 RAW264.7 염증 모델에서 평가 되었으며 NO, inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2) 및 전 염증성 사이토카인에 대한 억제 실험이 수행되었다. 그 결과, biorenovation을 적용한 조록나무 잎 추출물(DLB)는 독성이 없는 농도에서 DL대비 향상된 NO와 prostaglandin E2 억제효능을 나타내었으며, 이들의 합성 효소인 iNOS 및 COX-2의 발현에도 유의한 억제 경향을 나타내었다. 또한 대표적인 전 염증성 사이토 카인인 tumor necrosis factor-α, Interleukin 6, Interleukin-1β 에서도 향상된 억제 효능을 확인 하였다. 이러한 결과를 근거로 우리는 biorenovation을 통해 DL의 항염증 효능이 개선될 수 있으며, DLB가 효과적인 천연 항염증 소재로 적용될 수 있음을 제시한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.197-203
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• 2023

제주상사화(Lycoris chejuensis)는 우리나라에 자생하는 특산식물로 관상용으로의 가치가 높을 뿐만 아니라 다양한 약리성분을 함유하고 있어 약용적으로도 가치가 높은 식물이다. 그러나 종자번식이 이루어지지 않고 구근을 통해 번식이 이루어지며 소수의 개체가 자생하므로 산업적으로 활용하기에 어려움이 따른다. 따라서 본 연구는 식물의 종 특성을 벗어나 환경에 관계없이 대량화 할 수 있는 제주상사화 callus (LC)를 사용하였으며 미생물의 효소 작용을 이용하여 분자의 구조 수정을 유도하는 친환경 생물전환 기법인 biorenovation을 적용하여 활성을 증진시키고자 하였다. 이에 본 연구에서는 biorenovation 된 제주상사화 callus 추출물(LCB)의 항염증 활성을 마우스 대식세포인 RAW 264.7 세포에서 평가하였으며 앞서 LC 및 LCB가 세포의 생존에 미치는 영향을 조사한 결과 25, 50, 100 ㎍/mL 농도에서 LCB는 LC의 높은 세포독성을 감소하였음을 확인하였다. 또한 LCB는 세포 독성이 나타나지 않는 농도에서 nitric oxide 및 prostaglandin E₂를 효과적으로 억제하였으며 이들의 합성 효소인 inducible NO synthase, cyclooxygenase-2의 발현을 유의하게 억제함으로써 NO 및 PG E₂를 효과적으로 하향 조절함을 입증하였다. 뿐만 아니라 pro-inflammatory cytokines인 tumor necrosis factor-α와 interleukin-1β, interleukin-6의 발현 또한 유의하게 억제하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 통해 LCB가 다양한 염증 인자를 표적으로 하는 항염증 소재로 적용될 수 있음을 제안한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제65권1호
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• pp.33-41
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• 2022

Esculetin (also known as 6, 7-dihydroxycoumarin) a type of coumarin, has been exhibited anti-inflammatory and anti-aging effects. Biorenovation is the microbe-mediated enhancement of biological efficacies and structurally diversified compounds relative to their substrate compounds. The production of different kinds of esculetin derivatives using Bacillus sp. JD3-7 and their effects on lipopolysaccharide (LPS)-triggered inflammatory response in RAW 26.7 cells were assessed. One of the biorenovation products, identified as esculetin 6-O-phosphate (ESP), at concentrations of 1.25, 2.5, and 5 μM inhibited the LPS-stimulated production of inflammation markers of nitric oxide synthase 2 and cyclooxygenase 2 as well as their respective enzymatic reaction products of nitric oxide and prostaglandin E2 in the order of increasing concentrations (1.25, 2.5, and 5 μM). Additionally, ESP treatment suppressed the LPS-stimulated secretion of pro-inflammatory cytokines of interleukin (IL)-1β, IL-6, and tumor necrosis factor- α. Furthermore, these anti-inflammatory effect of ESP was associated with the downregulation of mitogen-activated protein kinase signaling, that is, extracellular signal-regulated kinase, c-Jun NH2-terminal kinase, and p38 mitogen-activated protein kinase signaling pathways. This study would therefore provide interesting insights into the biorenovation-assisted generation of a novel anti-inflammatory compound. ESP may be used to develop treatments for inflammatory disorders.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.39-45
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• 2023

Biorenovation은 미생물의 생체 촉매 대사를 통해 단일 화합물 또는 천연물을 생물 전환시켜 약리학적 효능을 증진시키고, 세포에 대한 독성을 완화시키는 기술이다. 접시꽃은 예로부터 한약으로 사용되어 왔으며, 항염증, 항암 등 다양한 생리학적 효능이 있다고 보고되고 있다. 또한, 본 연구에서 사용된 접시꽃캘러스는 손상부를 보호하기 위해 발달한 미분화 식물 조직으로, 항산화 및 미백 효과가 있는 것으로 보고되었지만 염증과 같은 다른 활성에 대한 연구는 아직 보고되지 않았다. 본 연구에서는 바이오리노베이션을 접시꽃 캘러스 추출물(ARBR)에 적용하여 RAW 264.7 대식세포에 대한 생물전환 추출물의 항염증 효능을 연구하였다. 그 결과 측정 농도(50, 100, 200 ㎍/mL)에서 세포에 대한 독성이 없었으며, 산화질소 생성 억제에 대한 효능이 기존 추출물에 비해 증진되었다. 또한, 프로스타글란딘 E₂와 전염증성 사이토카인, 고리형 산소화 효소, 산화질소의 유도 합성효소의 생성을 농도 의존적으로 억제하는 경향을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 ARBR이 과도하게 발현된 염증반응을 조절하여 기능성 화장품과 의약품의 소재로서 잠재력을 가지고 있음을 시사한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.213-220
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• 2023

본 연구는 비자나무(Torreya nucifera (L.) Siebold & Zucc, TN)와 생물전환 된 비자나무 추출물(TNB)의 항염증 효과를 평가하기 위해 수행되었으며 이를 위해 C. acnes에 의해 유도된 RAW264.7 염증 모델에서 염증인자의 발현을 조사하였다. 실험 결과, TNB는 50, 100, 200 ㎍/mL 농도에서 TN의 높은 세포독성을 개선하였으며 nitric oxide (NO)와 NO 합성 효소인 inducible NO synthase (iNOS) 및 prostaglandin의 합성 효소인 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현을 유의하게 억제하였다. 또한 TNB는 염증성 사이토카인인 tumor necrosis factor-α (TNF-α) 및 interleukin (IL)-1β, IL-6, IL-8의 발현을 유의하게 억제하였으며 특히 IL-6, IL-8의 경우 가장 고 농도인 200 ㎍/mL에서 정상세포 수준으로 감소하였다. 이후 진행된 western blot에서 인산화 된 IκB-α 및 NF-κB의 발현이 농도의존적으로 억제됨을 확인하였으며 인산화가 억제되면서 degradation이 감소하여 TNB처리 농도가 높아짐에 따라 IκB-α의 농도가 증가하는 경향을 보였다. 결론적으로, TNB는 NF-κB신호 전달 경로를 차단함으로써 다양한 염증 매개 인자의 발현을 효과적으로 하향 조절할 수 있으며 이를 통해 항 염증 활성을 유도하는 것으로 확인된다. 이러한 결과를 근거로 TNB가 C. acnes에 의해 유발된 염증성질환의 치료에 효과적인 천연물 소재로 적용될 수 있음을 제안한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.46-52
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• 2023

플라보노이드는 광범위한 생물학적 활성을 가진 중요한 식물 2차 대사 산물로, 본 연구에서 사용된 naringenin (NN)은 자몽에 가장 풍부한 플라바논의 하나로 간 보호, 항지질 과산화 및 항암 활성에 관한 연구가 보고되었다. 우리는 이전 연구에서 biorenovation 기법을 NN에 적용하여 naringenin-7-O-Glucoside(prunin), naringenin-7-O-phosphate (N7P), 6''-O-Succinyl prunin과 같은 3가지 유도체를 합성하였으며 그 중 생물학적 및 물리화학적 특성이 보고되지 않은 N7P가 NN보다 45배 증가한 수용해도를 나타냄을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 N7P의 추가적인 생리활성 조사하고자 RAW 264.7 세포에서 항염증 활성을 평가하였으며 N7P는 세포 독성이 나타나지 않는 농도에서 유효한 inducible NO synthase (iNOS), cyclooxygenase-2(COX-2) 억제 활성을 보였으며 이들의 발현 경로를 유의하게 억제함으로써 nitric oxide (NO) 및 prostaglandin E₂ (PGE₂)를 효과적으로 억제하였다. 뿐만 아니라 pro-inflammatory cytokines인 tumor necrosis factor-α (TNF-α)와 interleukin-6 (IL-6)의 발현 또한 유의하게 억제하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 근거로 N7P가 다양한 염증 인자를 표적으로 하는 항염증 소재로 적용될 수 있음을 제안한다.