Although enzyme-hydrolyzed silk fibroin has been reported to enhance cognitive function before, it has been still unknown which peptides can improve memory. Here we report that amino acid sequences of three novel peptides were identified from fibroin hydrolysate. Fibroin hydrolysate was obtained by hydrolysis with protease after partial hydrolysis with 5M $CaCl_2$. Synthesized peptides derived from these sequences improved scopolamine-induced memory impairments in mice. We confirmed this hydrolysate had effects that improved learning and memory abilities by performing the Rey-Kim test. From this hydrolysate of silk fibroin, amino acid sequences of eight peptides were identified by LC-MS/MS. Three peptides (GAGAGTGSSGFGPY, GAGAGSGAGSGAGAGSGAGAGY, and SGAGSGAGAGSGAGAGSGA) were synthesized to investigate whether they could improve memory. Passive avoidance test and Morris water maze test were performed, and all peptides showed memory-enhancing abilities on scopolamine-induced memory impairments in mice. In this study, we identified three novel peptides that could improve memory, and that silk fibroin hydrolysate was a mixture of various active peptides that could enhance memory.
실크의 피브로인 단백짐의 가수분해에 의한 실크 펠타이드의 제조를 위하여 설크의 가용화 조건이 분자량 분포에 미치는 영 향을 고찰하였다 염 화칼숨, ethylenediamine 및 황산에 의해 가용화된 실크의 평균 분자량은 각각 41600, 3308과 1268 dalton 으로서 염화칼숨을 제외한 나머지 두 가용화 방법에서 평균 분 자량이 수천 dalton인 실크 용액을 얻을 수 있었으며 분산계수 는 3-4의 범위뜰 보였다. 가용화 및 분말화한 후 6시간 동안 단백질 분해효소 처리에 의하여 600-1200 dalton의 중량평균 분 자량을 갖는 살크 접타이드틀 얻을 수 있었다. 24시간 염산에 의한 산분해 처리에 의해 얻은 실크 웹타이드의 평균 분자량은 145 dalton으로 80%의 높은 유리 아미노산 함량을 나타내었다. 여러가지 가용화 방법 및 가수분해 방법 중 낮은 농도의 황산용 액으로 우선 실크를 가용화한 후 중화 및 효소처리에 의해 웹타 이드로 가수분해하는 방법이 과도한 아미노산의 유리를 억제하 면서 분자량의 조절도 용이할 것으로 판단되었다.
천연 단백질인 실크를 가수분해하여, 건강기능성 식품 등에 다양하게 활용될 수 있는 가용성 실크 펩타이드를 생산하는 효소공학적 연구를 수행하였다. 효소는 Bacillus, Aspergillus, 파파야, 파인애플 등으로부터 유래하는 10종의 프로티아제를 사용하였으며,가수분해 효율을 높이기 위하여 생 실크를 $CaCl_2$- 에탄올 공용액에 녹인 가용화된 실크를 제조하였고, 이를 상온 중성의 조건에서 50시간 동안 투석하여 효소반응을 위한 기질로 사용하였다. 효소반응은 37, pH 7.0에서 수행하였으며, 파인애플 유래 프로티아제인 Bromelain과 Bacillus유래 효소인 Alcalase가 실크의 가수분해에 적합한 것으로 확인되었다. 특히 파인애플 유래의 Bromelain은 가수분해 도중 불용성 침전물의 형성으로 인한 생산 수율의 감소가 가장 적어 가용성 실크 펩타이드의 제조에 적합하였고, 분자량 분포에 있어서도 보다 다양한 것으로 확인되었다.
실크 피브로인의 가수분해를 통해 생산된 펩타이드 성분에 의해 murine macrophage RAW264.7 세포에 의한 nitric oxide 생성이 촉진됨을 발견하였다. 산 및 효소적 가수분해물의 가수분해도를 비교한 결과 실크 피브로인 단백질은 산 가수분해에 의해 가장 효과적으로 분해되었으며 효소적 가수분해의 경우에는 pepsin, trypsin, Alcalase의 순으로 가수분해도가 높았다. 산 가수분해물을 단독으로 macrophage에 처리하였을 때 처리농도에 따라 NO 생성촉진활성이 높아졌으나 이 활성은 가수분해물 내의 펩타이드 성분들과 오염되어 혼재하는 LPS 성분의 상호작용에 의한 것임이 확인되었다. 함유된 LPS 성분들을 한외여과에 의해 제거한 효소적 가수분해물들의 NO 생성촉진활성은 peptic hydrolysate가 가장 높았고 tryptic-, Alcalase hydrolysate 순이었다. 이러한 활성의 차이는 가수분해물 내의 고분자량 펩타이드 분포가 많을수록 활성이 높다는 관계에 기인하였으나 산 가수분해물의 경우에는 예외적으로 나타났다. 각 가수분해물의 아미노산 조성을 분석한 결과 arginine, lysine의 함량이 높을수록 활성이 높으며 alanine의 glycine에 대한 비율이 커질수록 활성이 높아졌다. 산 가수분해물의 경우에는 낮은 분자량의 펩타이드들이 많이 분포하지만 arginine 및 alanine의 함량이 높아 비교적 높은 NO 생성 촉진활성을 나타내는 것으로 확인되었다.
Sh. R. Madyarov;Yeo, Joo-Hong;Lee, Kwang-Gill;Lee, Yong-Woo
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
/
제2권1호
/
pp.7-13
/
2001
Enzymatic hydrolysis of different forms of silk fibroin (soluble, gel and insoluble forms) by industrial and commercial enzyme preparations to obtain aqueous and powdered silk fibroin in relatively mild conditions was investigated. A mono-enzymatic hydrolysate systems were tested for hydrolysis of water-soluble form of fibroin as most productive form of protein substrate. Insoluble forms of substrate usually were hydrolyzed less effective. In some cases from soluble fibroin substrate gel was formed during hydrolysis process. This hindered intermixing and decreased rates of hydrolysis. Insoluble sediments were formed in enzymatic hydrolysates in other cases. These sediments and also sediment after chemical hydrolysis were purified and tested on amino acids content for comparison. Sediments formation in these conditions are considered as pure tyrosine isolation method. Obtained hydrolysates were characterized by gel-chromatography analysis and other standard biochemical methods. Possibility of application of enzymatic hydrolysis for preparation of silk fibroin hydrolysates is discussed.
In order to develop silk peptide (SP) preparations possessing cognition-enhancing effect, several candidates were screened through in vitro assays, and their effectiveness was investigated in facilitated brain aging model rats. Incubation of brain acetyl-cholinesterase with SP-PN (1-1,000 ${\mu}g/ml$) led to inhibition of the enzyme activity up to 35%, in contrast to a negligible effect of SP-NN. The expression of choline acetyltransferase (ChAT) mRNA of neural stem cells expressing ChAT gene (F3.ChAT) was increased by 24-hour treatment with 10 and 100 ${\mu}g/ml$ SP-NN (1.35 and 2.20 folds) and SP-PN (2.40 and 1.34 folds). Four-week subcutaneous injections with D-galactose (150 mg/kg) increased activated hippocampal astrocytes to 1.7 folds (a marker of brain injury and aging), decreased acetylcholine concentration in cerebrospinal fluid by 45-50%, and thereby impaired learning and memory function in passive avoidance and water-maze performances. Oral treatment with SP preparations (50 or 300 mg/kg) for 5 weeks from 1 week prior to D-galactose injection exerted recovering activities on acetylcholine depletion and brain injury/aging as well as cognitive deficit induced by D-galactose. The results indicate that SP preparations restore cognitive functions of facilitated brain aging model rats by increasing the release of acetylcholine, in addition to neuroprotective activity.
Effect of the acid hydrolysate of silk fibroin on obesity was investigated in obese(057BL/KsJ-db/db) mice. After 8 weeks feeding of 1%(w/w) or 3%(w/w) fibroin hydrolysate, the extents of reduction in body weight were significantly higher than that of obese control. The weight reduction in female mice was higher than that in male mice. Plasma leptin in male mice increased up to 1.8-fold higher level than obese control by feeding hydrolysate. In case of female mice, however, it rather decreased with increased feeding concentration of hydrolysate. From the results of high glycine and serine contents of peptide fractions contained in fibroin hydrolysate, it was inferred that fibroin peptides might affect xylosyltransferase(XT) activity on chondroitin sulfate synthesis causing to change susceptibility of adipocytes to hormones such as insulin followed by the reduced leptin synthesis in female mice. The result of the higher lipolysis in hydrolysate-fed group than obese control indicated that the reduction in body weight was due to the increased lipolytic activities in male and female mice in common.
An improvement of methods in fibroin hydrolysates preparat significantly enlarges their applications to practical use. Acidic hydrolysis by hydrohloric acid is one of the methods for silk fibroin depolymeriza6tion. A low yield of final product and long time of the process are the demerits of this method. Possibility of preparation of water-soluble silk hydrolysates with more yield and less expenses is investigated in this study. Such possibility is occurred with the increasing tratment temperature and simultaneously decreasing treatment time, concentration of hydrochoric acid respectively, the concentration of sodium hydroxide used for neutraliza6tion of hydolysates after hydrolysis. Colour is decreased in this case and a small amount of activated, too. Protection of hydrolysates against precipitation after neutraliza6tion, and separation and during concentrating process is the other merit of this method. Creamy-coloured insoluble silk powder is the remainder of hydrolyzed fibroin. This is the only the immobiliza6tion of enzymes and other physiological active substances. Fine particles of this powder can be used as additives for artificial diets and cultural media, as well as raw materials for polymer membranes, etc.
Antidiabetic effects of the acid hydrolysate of silk fibroin were investigated by oral administration to animal models for diabetes mellitus, Fibroin protein was extracted from cocoon and digested to peptides of low-molecular weight range (mainly below 3,000) and amino acids by acid hydrolysis, Feeding of the fibroin hydrolysate resulted in a significant recovering effect on reduction of body weight gain and a lowering effect on blood glucose gain in streptozotocin-induced diabetic Sprague Dawley rats (STZ rats) which were used as an insulin-dependent diabetic animal model. But the body weight and blood glucose level in C57BL/KsJ-db/db mice (db/db mice), an non-insulin-dependent diabetic animal model, were not changed significantly by the feeding, On the other hand, plasma leptin levels increased according to increased feeding amount of the hydrolysate in STZ rats and db/db mice in common, It was concluded from the results that the fibroin hydrolysate might stimulate the insulin secretion by recovering or activating pancreatic ${\beta}$ cells and result in the increased plasma leptin level. It was also deduced that the antidiabetic improvements in body weight and blood glucose gain in STZ were thought to be due to the increased insulin secretion, but in db/db mice of which the diabetic symptoms were caused by insulin resistance, the stimulated secretion of insulin was unlikely to be able to change body weight and blood glucose level significantly.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.