참느릅나무에서 추출된 catechin 유도체 화합물의 멜라닌 생성 억제 효과 (Tyrosinase Inhibition-mediated Anti-melanogenic Effects by Catechin Derivatives Extracted from Ulmus parvifolia)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 33권 / 2호 / 169 ~ 175페이지
· 저자명 : 황태혁, 이효정, 강동민, 문경미, 유재철, 안미정, 문동규, 우동균

초록

자외선으로 야기되는 피부조직의 손상에 대한 방어기전으로 멜라닌세포는 멜라닌 색소를 생산한다. 이러한 멜라닌 생성에는 tyrosinase 효소가 중추적인 역할을 수행한다. 그러나 과다한 멜라닌 생성은 피부조직에 주근깨와 검버섯 등의 과다 색소침착 병변을 일으킨다. 따라서 tyrosinase 발현이나 활성을 조절함으로써, 과도한 멜라닌 생성을 억제하는 물질을 발굴하는 것은 임상적인 의미가 있다. Catechin은 tyrosinase 발현을 저해함으로써 멜라닌 생성을 억제하는 화합물로 알려져 있다. 본 연구에서는 B16F10 마우스 흑색종 세포주와 버섯에서 추출된 tyrosinase를 사용하여, 참느릅나무의 줄기 껍질에서 추출 및 동정된 catechin 유도체 화합물(C5A, C7A, C7G, 및 C7X)의 멜라닌 생성 억제 효능을 검증하였다. 먼저, B16F10 세포주에서, 세포독성을 나타내지 않는 농도의 catechin 유도체 화합물 처리는, 모두α-MSH로 촉진된 멜라닌 생합성을 억제하는 효능을 보였다. Catechin 유도체 화합물의 이러한 효능은 멜라닌 생합성 저해제로 잘 알려진 kojic acid와 비슷한 수준이였다. 또한, C5A와 C7A는 버섯에서 추출된 tyrosinase의 효소 활성을 통계적으로 유의하게 억제하였다. 또한, 컴퓨터 분석을 통해 C5A와 C7A는 kojic acid와 유사한 수준으로 tyrosinase의 active site에 결합할 것으로 예측되었다. 이에 더하여, 4종류의 catechin 유도체 화합물 모두가 α-MSH 처리된B16F10 세포주에서 tyrosinase 단백질 발현을 감소시켰다. 본 연구결과를 종합하면, 참느릅나무에서 추출/동정된 catechin 유도체 화합물은 멜라닌세포의 멜라닌 생성을 효과적으로 억제하였다. 따라서, 본 연구결과는 이러한 catechin 유도체 화합물이 피부의 과다 색소침착 질환 제어를 위한 새로운 조절 물질로 응용될 수 있음을 제시한다.

영어초록

As a protective defensive mechanism against ultraviolet (UV) light exposure in skin tissue, melanocytes produce the pigment melanin. Tyrosinase plays a key role in melanin production in melanocytes. However, the overproduction of melanin can lead to lesions, such as freckles and dark spots. Thus, it is clinically important to find a modulating molecule to control melanogenesis by regulating tyrosinase expression and/or activity. It is known that catechin, a plant flavonoid, can reduce melanogenesis through the downregulation of tyrosinase expression. Here, we tested whether catechin derivatives isolated from the stem bark of Ulmus parvifolia have an effect on melanin production by regulating tyrosinase in mouse melanoma cells and in vitro mushroom tyrosinase. The catechin derivatives used in this study included C5A, C7A, C7G, and C7X. Treatments using these catechin derivatives reduced melanin production in mouse melanoma B16F10 cells in which melanogenesis was stimulated by α-MSH. Notably, the anti-melanogenic effects of catechin derivatives were similar to those of kojic acid, a well-known anti-melanogenic molecule. Both C5A and C7A directly inhibited the activity of tyrosinase isolated from mushrooms in vitro. Furthermore, our in silico computational simulation showed that these two compounds were expected to bind to the active site of tyrosinase, which is similar to kojic acid. In addition, all four catechin derivatives reduced tyrosinase protein expression. In summary, our results showed that catechin derivatives can reduce melanogenesis by regulating tyrosinase activity or expression. Thus, this study suggests that catechin derivatives isolated from U. parvifolia can be novel modulators of melanin production.

참고자료

· 없음