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한국응용생명화학회> Journal of Applied Biological Chemistry> LPS로 유도된 RAW 264.7 세포에 대한 조록나무 잎 Biorenovation 추출물의 항염증 활성

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LPS로 유도된 RAW 264.7 세포에 대한 조록나무 잎 Biorenovation 추출물의 항염증 활성

Anti-inflammatory effect of Distylium racemosum leaf biorenovate extract in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages cells

홍혜현 ( Hyehyun Hong ) , 이경미 ( Kyung-mi Lee ) , 박태진 ( Taejin Park ) , 지원재 ( Won-jae Chi ) , 김승영 ( Seung-young Kim )
  • : 한국응용생명화학회
  • : Journal of Applied Biological Chemistry 64권4호
  • : 연속간행물
  • : 2021년 12월
  • : 375-382(8pages)
Journal of Applied Biological Chemistry

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목차

서 론
재료 및 방법
결 과
고 찰
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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 억제 효능을 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.
Biorenovation is a microbial enzyme-based structural modification of component compounds in natural products and synthetic compounds including plant extracts with the potential benefits of improved biological activities compared with its reaction substrates. In this study, we investigated the anti-inflammatory activity of Distylium racemosum leaf extract and D. racemosum leaf biorenovation extract (DLB). As a result, DLB inhibited nitric oxide, prostaglandin E2, and inflammatory cytokines including tumor necrosis factor-α, interleukin-6, interleukin-1β at non-toxic concentrations. In addition, DLB significantly inhibited inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2 on LPS-treated RAW 264.7 macrophages. Based on these results, we suggest that the DLB could be used as a potent anti-inflammatory agents. It also suggests that the application of biological evolution has potential usefulness to increase the practical value of natural products.

UCI(KEPA)

I410-ECN-0102-2022-500-000976746

간행물정보

  • : 농학분야  > 농화학
  • : KCI등재
  • : SCOPUS
  • : 계간
  • : 1976-0442
  • : 2234-7941
  • : 학술지
  • : 연속간행물
  • : 1999-2022
  • : 1462


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65권1호(2022년 03월) 수록논문
최근 권호 논문
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1배추 재배 시 목초액에 의한 요소 가수분해 지연을 통한 질소비료 절감 효과

저자 : 이주경 ( Joo-kyung Lee ) , 박현준 ( Hyun Jun Park ) , 박진희 ( Jin Hee Park )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 1-6 (6 pages)

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요소는 가장 보편적인 질소비료 중 하나인데 빠른 가수분해와 환경으로의 질소 손실로 인해 작물에 질소 이용효율이 낮다. 따라서 요소 비료에서 질소 방출을 제어하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 토양의 요소가수분해효소를 억제하여 요소에서 과도한 질소 용출을 방지하기 위해 목초액을 처리하였다. 목초액의 유효성분은 목초액을 처리하지 않은 토양에 비해 암모늄태 질소의 추출량을 79.7% 감소시켜 토양에서 요소의 암모니아화를 억제한 것으로 나타났다. 목초액이 요소의 시비 효율에 미치는 영향을 평가하기 위해 요소와 목초액을 처리한 토양에서 배추(Brassica campestris var. Pekinensis)를 각각 포트와 포장에서 재배하였다. 목초액을 요소와 같이 처리했을 때 관행적으로 사용하는 요소량의 반을 사용하였으며 관행과 비교하여 유사한 배추 생체중을 보였다. 배추의 질소 함량은 목초액 처리구에서 낮아 배추가 질소를 효율적으로 사용한 것으로 판단된다. 따라서 요소를 목초액의 유효성분과 같이 처리하면 시비량과 시비 횟수를 감소시킬 수 있다.


Urea is one of the most common nitrogen fertilizer, but nitrogen use efficiency by crop is low because of rapid hydrolysis of urea and loss of nitrogen in environments. Therefore, it is important to control the nitrogen release from nitrogen fertilizers. In this study, pyroligneous acid (PA) was used as a mean to inhibit urease in soil and prevent excessive nitrogen release from urea. Active ingredient in PA (AI) inhibited ammonification of urea in soil by reducing extracted ammonium nitrogen at 79.7% compared to the soil without PA. In order to evaluate the effect of PA on fertilization efficiency of urea, Chinese cabbage (Brassica campestris var. Pekinensis) was cultivated in soil treated with urea and PA both in pot and field. For PA treatment, half amount of urea was used compared to the amount of urea conventionally applied to Chinese cabbage. The PA treatment with half amount of urea resulted in similar Chinese cabbage biomass to the conventional urea application. Nitrogen concentration in Chinese cabbage was less in PA treatment indicating that Chinse cabbage effectively used nitrogen. Consequently, fertilization of urea with PA will reduce amount of fertilizer and frequency of application.

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2저장 기간에 따른 산딸기 당 침지액의 품질특성 분석

저자 : 최석용 ( Seok-yong Choi ) , 구수연 ( Suyeon Gu ) , 류충호 ( Chung-ho Ryu ) , 김현진 ( Hyun-jin Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 7-15 (9 pages)

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저장기간에 따른 산딸기 당 침지액의 일반성분, 항산화 활성, 관능평가 및 대사물질을 비교 분석하고 이들의 상관관계를 분석한 결과, 저장기간의 증가에 따른 색의 변화는 주로 갈변반응 때문인 것으로 사료되며 이 과정에서 향기성분들도 새롭게 생겨나는 것으로 확인되었다. 맛과의 상관성을 분석한 결과, 저장 초기에 sucrose가 완전히 fructose와 glucose로 분해되어 단맛이 급속히 감소되었으나 저장기간의 증가에 따른 차이는 없었으며 저장기간의 증가에 따라 succinic acid 함량 증가로 인해 신맛이 증가한 것으로 확인되었다. 휘발성 향기성분인 경우 linalool과 hydroxybenzaldehyde을 제외한 대부분의 성분들이 저장기간이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 특히 항산화물질로 알려진 citronellol, octanoic acid, hexanoic acid 등의 함량은 저장 10일에 가장 높은 함량을 보였으며 이때 항산화 활성도 가장 높은 것으로 확인되었다. 본 연구에서 산딸기 당 침지액의 저장 중 미생물의 변화 및 갈변반응에 대한 연구를 수행하지 못하였지만 본 연구결과들은 산딸기 당 침지액의 품질이 저장기간에 따라 크게 영향을 받는 것을 확인 할 수 있었으며 산딸기 당 침지액의 제품화 연구에 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.


Volatile and non-volatile metabolite profiles of sugar-immersed raspberry liquid during different storage periods were analyzed and comparative analysis with their general characteristics, antioxidant activity, and sensory quality was evaluated to better understand the effect of the storage period on the quality of ugar-immersed raspberry liquid. During storage, a browning reaction occurred, resulting in a change in color and the production of volatile compounds. At the beginning of storage, sucrose was completely decomposed into fructose and glucose, and the sweetness was rapidly reduced, but the increase in succinic acid increased the sour taste. Most volatile compounds increased with an increase of the storage period, and especially, the contents of citronellol, octanoic acid, and hexanoic acid, which are known as antioxidants, showed the highest content in 10 day-sample, showing the highest antioxidant activity at this time. Although a further study on bacterial profiles and browning reaction during the storage will be needed, the results of this study showed that the quality of sugar-soaked raspberry extract was significantly affected by the storage period and can be used as basic data for commercialization of ugar-immersed raspberry liquid.

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3LC-MS/MS를 이용한 생약 백출 및 우슬 중 Metalaxyl 잔류분석법 개발

저자 : 윤명섭 ( Myung-sub Yun ) , 양승현 ( Seung-hyun Yang ) , 최훈 ( Hoon Choi )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 17-21 (5 pages)

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생약 중 잔류농약의 안전성을 확보하기 위해 metalaxyl에 대해 백출과 우슬의 잔류농약 분석법을 개발하고자 하였다. LC-MS/MS를 사용하여 QuEChERS법을 기반으로 백출과 우슬 중 metalaxyl을 분석하기 위하여 물로 습윤화 시켜 acetonitirile로 추출하여 MgSO4와 NaCl을 첨가해 층 분리 후 SPE-NH2 cartridge로 정제하였다. 본 분석법의 기기정량한계와 분석정량 한계는 0.002 μg/mL과 0.01 mg/kg이었고 표준검량선은 0.001-0.05mg/L 범위에서 결정계수(R2) 0.999의 직선성을 확인하였다. 백출과 우슬에 대한 회수율은 MLOQ 수준, MLOQ의 10배 수준에서 88.1-109.1%의 우수한 회수율을 보였고, 변이계수는 2.0-6.2%로 10%이하였다. 본 연구에서 확립한 LC-MS/MS를 이용한 잔류분석법의 회수율 및 분석오차는 국제적인 기준을 만족하고 있으므로 생약 백출 및 우슬 중 metalaxyl의 안전성 검사를 위한 분석법으로 활용할 수 있을 것이라고 판단된다.


A new rapid and simple method for metalaxyl in Atractylodes macrocephala Koidzumi and Achyranthes japonica Nakai has been developed and validated. This study was conducted to develop a method for analyzing metalaxyl by a method based on QuEChERS using liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). Samples were extracted with acetonitrile and purified using amino-propyl (NH2) Solid Phase Extraction cartridge. The method limit of quantitation (MLOQ) was 0.01 mg/kg. The linearity of matrix-matched calibration curve (r2) was ≥0.99 at the calibration range of 0.001-0.05 mg/kg. For recovery test, Atractylodes macrocephala Koidzumi or Achyranthes japonica Nakai was treated with standard solutions at MLOQ and 10MLOQ levels. Recovery rates were in the range of 88.1-109.1% with <5.5% coefficient of variation. This established analytical method was fully validated. Based on these results, it can contribute to improving the safety of residual pesticides in Atractylodes macrocephala Koidzumi and Achyranthes japonica Nakai.

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4Neuroprotective effects of paeoniflorin against neuronal oxidative stress and neuroinflammation induced by lipopolysaccharide in mice

저자 : Hwi Wen Meng , Ah Young Lee , Hyun Young Kim , Eun Ju Cho , Ji Hyun Kim

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 23-31 (9 pages)

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Oxidative stress and neuroinflammation play important roles in the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). This study investigated the protective effects of paeoniflorin (PF) against neuronal oxidative stress and neuroinflammation in lipopolysaccharide (LPS)-induced mice. The brains of LPS-injected control group showed significantly increased neuroinflammation by activating the nuclear factor kappa B (NF-κB) pathway and increasing inflammatory mediators. However, administration of PF significantly attenuated oxidative stress by inhibiting lipid peroxidation, nitric oxide levels, and reactive oxygen species production in the brain; PF at doses of 5 and 10 mg/kg/day downregulated the expression of NF-κB pathway-related proteins and significantly decreased inflammatory mediators including inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2. Moreover, the levels of brain-derived neurotrophic factor and its receptor, tropomycin receptor kinase B, were significantly increased in PF-treated mice. Furthermore, acetylcholinesterase activity and the ration of B-cell lymphoma 2 (Bcl-2)/Bcl-2 associated X were significantly reduced by PF in the brains of LPS-induced mice, resulting in the inhibition of cholinergic dysfunction and neuronal apoptosis. Thus, we can conclude that administration of PF to mice prevents the development of LPS-induced AD pathology through the inhibition of neuronal oxidative stress and neuroinflammation, suggesting that PF has a therapeutic potential for AD.

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5Anti-inflammatory activity of 6-O-phospho-7-hydroxycoumarin in LPS-induced RAW 264.7 cells

저자 : Hyehyun Hong , Tae-jin Park , Sungchan Jang , Min-seon Kim , Jin-soo Park , Won-jae Chi , Seung-young Kim

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 33-41 (9 pages)

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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.

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6Sprague-Dawley 랫드를 이용한 신이 추출물의 4주 반복 용량 결정 독성시험

저자 : 박주형 ( Ju-hyoung Park ) , 안은경 ( Eun-kyung Ahn ) , 박기태 ( Kitae Park ) , 황민희 ( Min Hee Hwang ) , 조영락 ( Young-rak Cho ) , 이동령 ( Dong-ryung Lee ) , 최봉근 ( Bong-keun Choi ) , 오좌섭 ( Joa Sub Oh )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 43-48 (6 pages)

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많은 약리학적 효과가 입증되고 안전하다고 인정되는 생약제를 포함한 천연물은 오랫동안 사용되어 왔다. 다만 생약제로 사용되는 천연물의 안전성 등 부작용은 명확하게 확인되지 않았다. 이번 연구의 목적은 통증, 비염, 폐렴 치료에 사용되는 신이의 안정성 평가를 확인하기 위하여 SD 랫드 동물모델을 이용하여 4주 반복 용량 결정 독성시험으로 신이의 독성평가를 수행하였다. 수컷과 암컷 SD 랫드에 신이추출물을 28일 동안 1,500, 3,000 mg/kg의 농도로 하루 1회 경구 투여하였다. 신이추출물의 안정성 평가는 일반증상관찰, 체중 및 사료섭취량 측정, 혈구 및 혈액생화학 분석, 부검소견 관찰 및 상대적 장기무게 측정으로 판단하였으며 실험기간동안 신이추출물의 투여로 독성 관련 유의미한 변화는 나타나지 않았다. 따라서 이러한 연구결과는 4주 반복 용량 결정 독성시험에서 신이추출물이 독성 등 부작용은 나타나지 않았으며, 신이추출물의 독성이 나타나지 않는 최대무독성량은 3,000 mg/kg 이상으로 추정되었다.


Medicinal herb demonstrated in many pharmacological effects and recognized to be safe has been used for a long time. However, side effects including safety of medicinal herb have not been identified yet. The aim of the study was to estimate safety evaluation of Magnoliae Flos used for the treatment of pain, rhinitis, and pneumonia in Korea, China and Japan through four-week dose range finding toxicity test in male and female Sprague- Dawley rats. Magnoliae Flos was orally administered to male and female SD rats once a day for 28 days at 1,500 and 3,000 mg/kg. The safety evaluation was determined to examine clinical signs, mortality, body weight, food intake, hematology, serum biochemistry and relative organ weights and there were no significant changes related toxicity. Consequently, these findings indicates that Magnoliae Flos did not show any side effects including toxicity in dose range finding toxicity test and the no observed adverse effect level for Magnoliae Flos was estimated as more than 3,000 mg/kg.

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7고란초 생물 전환 추출물의 항염증 효과

저자 : 이경미 ( Kyung-mi Lee ) , 최병민 ( Byeong Min Choi ) , 박태진 ( Tae-jin Park ) , 홍혜현 ( Hyehyun Hong ) , 김승영 ( Seung-young Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 49-55 (7 pages)

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Biorenovation은 미생물의 효소적 기능을 이용하여 천연 추출물과 같은 소재를 생물전환하는 기법으로 생리활성이 증진되거나 세포독성을 감소시키는 효능이 보고되었다. 이에 본 연구는 천연 소재의 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 μg/mL 농도에서 CH와 생물 전환 추출물(CHB)의 Inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현량 및 전 염증성 사이 토카인의 생성량을 조사한 결과, CHB는 CH보다 산화질소, prostaglandin E2 및 사이토카인(interleukin-6, interleukin-1β, tumor necrosis factor-α)의 생성을 억제하였으며, 특히 CHB는 200 μg/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 항 염증 활성이 증진될 가능성을 나타내며, CHB가 효과적인 항 염증 소재로서 화장품 및 건강기능식품에 적용될 가능성을 시사한다.


Biorenovation is a method for converting materials using the enzyme properties of microorganisms. Natural products converted by that method increase physiological activity or reduce cytotoxicity. In this study, we investigated the anti-inflammatory activity of crypsinus hastatus prothallium (CH) and biorenovated CH prothallium (CHB) using RAW 264.7 cells stimulated with lipopolysaccharide (LPS). CHB inhibited the production of nitric oxide, prostaglandin E2 and cytokines (interleukin-6, interleukin-1β, tumor necrosis factor-α) compared to CH at a concentration of 50-200 μg/mL. In addition, CHB concentration of 200 μg/mL inhibited the expression of inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2 protein by LPS stimulation to the level of the untreated control group. These results indicate that CHB could be a novel anti-inflammatory agent for cosmetic and pharmaceutical ingredients.It also suggests that the application of biorenovation has potential usefulness in developing anti-inflammatory materials. It also suggests that the application of bio-renovation has potential usefulness in the development of inflammatory material. We applied Biorenovation technology to Distylium racemosum extract (DR) to generate Distylium racemosum biorenovation product (DRB), and investigated the anti-inflammatory properties of DRB in lipopolysaccharide (LPS)-treated RAW264.7 macrophages. We are applying technology to Biorenovation Distylium racemosum extract (DR) Distylium racemosum was to create a biorenovation product (DRB), lipopolysaccharide (LPS) investigated the anti-inflammatory properties of DRB in RAW264.7 macrophages treated for.

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8PI3K/Akt 및 MAPK 기전 조절을 통한 Artesunate의 콜라겐 유도의 사람 혈소판 응집 억제효과

저자 : 이동하 ( Dong-ha Lee )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 57-62 (6 pages)

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혈소판의 과도한 활성화 및 응집은 심혈관계 질환의 주요원인이 된다. 따라서, 혈소판 활성화 및 응집을 억제하는 것은 심혈관계 질환을 예방하고 치료하는데 있어서 매력적인 치료 표적으로 여겨진다. 특히, 혈관 내피세포에서 분비되는 collagen에 의한 강력한 혈소판 활성화와 응집이 혈관질환에서 특징적이다. Artesunate는 Artemisia 또는 Scopolia 속 식물의 뿌리에서 추출한 화합물이며, 항암 및 알츠하이머 병 분야에서 효과가 있다고 보고된 바 있다. 그러나, artesunate가 collagen 유도의 혈소판 활성화와 응집에 미치는 영향과 그 기전에 대해서는 규명된 바가 없다. 본 연구에서는 collagen이 유도하는 사람 혈소판 응집에 있어 artesunate이 미치는 영향을 확인하였고, artesunate의 작용 기전을 명확히 하였다. Artesunate은 혈소판가 활성화 될 때 신호 전달 과정에 작용한다고 알려진 인단백질인 PI3K/Akt 및 MAPK의 인산화를 억제하였다. 또한, artesunate는 TXA2 생성을 감소시켰고, ATP 및 serotonin 방출 등의 혈소판 내 과립 분비를 감소시켰다. 그 결과, artesunate는 혈관 내피세포에서 분비되는 강력한 응집 유도 물질인 collagen으로 유도된 혈소판 응집을 106.41 μM의 IC50로 강력하게 억제하였다. 이 결과들을 통해, artesunate가 혈관 손상을 통해 일어나는 사람 혈소판의 활성화 및 응집을 억제하는 데 유효한 항혈전 물질로 가치가 있음을 제안한다.


Excessive activation and aggregation of platelets is a major cause of cardiovascular disease. Therefore, inhibition of platelet activation and aggregation is considered an attractive therapeutic target in preventing and treating cardiovascular diseases. In particular, strong platelet activation and aggregation by collagen secreted from the vascular endothelium are characteristic of vascular diseases. Artesunate is a compound extracted from the plant roots of Artemisia or Scopolia species, and has been reported to be effective in anticancer and Alzheimer's disease fields. However, the effect and mechanism of artesunate on collagen-induced platelet activation and aggregation have not been elucidated. In this study, the effect of artesunate on collagen-induced human platelet aggregation was confirmed and the mechanism of action of artesunate was clarified. Artesunate inhibited the phosphorylation of PI3K/Akt and Mitogen-activated protein kinases, which are phosphoproteins that are known to act in the signal transduction process when platelets are activated. In addition, artesunate decreased TXA2 production and decreased granule secretion in platelets such as ATP and serotonin release. As a result, artesunate strongly inhibited platelet aggregation induced by collagen, a strong aggregation inducer secreted from vascular endothelial cells, with an IC50 of 106.41 μM. These results suggest that artesunate has value as an effective antithrombotic agent for inhibiting the activation and aggregation of human platelets through vascular injury.

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9Mucin modifies microbial composition and improves metabolic functional potential of a synthetic gut microbial ecosystem

저자 : Humphrey A. Mabwi , Erick V. G Komba , Kilaza Samson Mwaikono , Emmanuel Hitayezu , Intan Rizki Mauliasari , Jong Beom Jin , Cheol-ho Pan , Kwang Hyun Cha

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 63-74 (12 pages)

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Microbial dysbiosis in the gut is associated with human diseases, and variations in mucus alter gut microbiota. Therefore, we explored the effects of mucin on the gut microbiota using a community of 19 synthetic gut microbial species. Cultivation of these species in modified Gifu anaerobic medium (GAM) supplemented with mucin before synthetic community assembly facilitated substantial growth of the Bacteroides, Akkermansia, and Clostridium genera. The results of 16S rRNA microbial relative abundance profiling revealed more of the beneficial microbes Collinsella, Bifidobacterium, Ruminococcus, and Lactobacillus. This increased acetate levels in the community cultivated with, rather than without (control), mucin. We identified differences in predicted cell function and metabolism between microbes cultivated in GAM with and without mucin. Mucin not only changed the composition of the gut microbial community, but also modulated metabolic functions, indicating that it could help to modulate microbial changes associated with human diseases.

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10겨우살이(Viscum album var. coloratum) 추출물의 항산화, 항응고 및 α-glucosidase 저해 효과

저자 : 이미은 ( Mi Eun Lee ) , 김정민 ( Jung Min Kim ) , 송인영 ( In Young Song ) , 인만진 ( Man-jin In ) , 김동청 ( Dong Chung Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 65권 1호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 75-79 (5 pages)

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겨우살이(Viscum album var. coloratum)의 80% 에탄올 추출물의 항산화, α-glucosidase 저해 및 항응고 효과를 확인하였다. 겨우살이 추출물의 수율은 30.9±0.4%이었고, 폴리페놀 함량은 57.6±1.5 mg GAE/g으로 나타났다. 겨우살이 추출물의 농도에 비례하여 유리라디칼 및 양이온라디칼 소거능, 아질산염 소거능, 환원력의 항산화 효과가 증가하였다. 또한 겨우살이 추출물은 α-glucosidase의 활성을 저해하였고, 혈액응고 체계의 외인성 경로와 공통 경로를 주로 저해함으로써 혈장 응고를 억제하였다.


Antioxidant, α-glucosidase inhibition, and anticoagulant effects of 80% ethanolic extract from mistletoe (Viscum album var. coloratum) were investigated. The yield and polyphenol content of the mistletoe extract were 30.9±0.4% and 57.6±1.5 mg gallic acid equivalents/g, respectively. The antioxidant effects of the mistletoe extract such as free and cationic radical scavenging ability, nitrite scavenging ability, and reducing power increased in proportion to its concentration. Also the mistletoe extract inhibited the activity of α-glucosidase, and delayed plasma coagulation mainly by inhibiting the extrinsic and common pathways in blood coagulation system.

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1Lincomycin induces melanogenesis through the activation of MITF via p38 MAPK, AKT, and PKA signaling pathways

저자 : Min Suk Lee , You Chul Chung , Seung-hyun Moon , Chang-gu Hyun

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 323-331 (9 pages)

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Lincomycin is a lincosamide antibiotic isolated from the actinomycete Streptomyces lincolnensis. Moreover, it has been found to be effective against infections caused by Staphylococcus, Streptococcus, and Bacteroides fragillis. To identify the melanin-inducing properties of lincomycin, we used B16F10 melanoma cells in this study. The melanin content and intracellular tyrosinase activity in the cells were increased by lincomycin, without any cytotoxicity. Western blot analysis indicated that the protein expressions of tyrosinase, tyrosinase related protein 1 (TRP1) and TRP2 increased after lincomycin treatment. In addition, lincomycin enhanced the expression of master transcription regulator of melanogenesis, a microphthalmia-associated transcription factor (MITF). Lincomycin also increased the phosphorylation of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) and decreased the AKT phosphorylation. Moreover, the activation of tyrosinase activity by lincomycin was inhibited by the treatment with SB203580, which is p38 inhibitor. Furthermore, we also found that lincomycin-induced tyrosinase expression was reduced by H-89, a specific protein kinase A (PKA) inhibitor. These results indicate that lincomycin stimulate melanogenesis via MITF activation via p38 MAPK, AKT, and PKA signal pathways. Thus, lincomycin can potentially be used for treatment of hypopigmentation disorders.

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2미네랄 가용화능을 갖는 Acinetobacter sp. DDP346의 생화학적 및 배양학적 특성

저자 : 김희숙 ( Hee Sook Kim ) , 이송민 ( Song Min Lee ) , 오가윤 ( Ka-yoon Oh ) , 김지윤 ( Ji-youn Kim ) , 이광희 ( Kwang Hui Lee ) , 이상현 ( Sang-hyeon Lee ) , 장정수 ( Jeong Su Jang )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 333-341 (9 pages)

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본 연구는 근권 토양 및 뿌리에 존재하는 근권 미생물 중 미생물 제제로 적합한 균주를 선별하기 위해서 미네랄 가용화능, 10종의 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성 및 식물 생장 촉진 활성을 평가하였다. 결과적으로 불용성 인산, 탄산칼슘, 규소 및 아연 가용화능과 질소고정능, siderophore, indole-3-acetic acid와 aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase 생성능 및 7종의 식물 병원성 곰팡이에 대해 항진균 활성을 갖는 DDP346을 선별하였다. 선별된 DDP346은 Acinetobacter pittii DSM 21653 (NR_117621.1)와 99.9% 이상의 높은 상동성을 보였으며, 16S rRNA 염기서열을 바탕으로 계통도를 분석한 결과에서도 Acinetobacter pittii와 높은 유연관계를 나타내었다. DDP346의 생장 조건은 온도(10-40 ℃), pH (5-11) 염농도(0-5%) 범위로 확인하였다. 또한 pH 변화와 가용화된 인산 함량 간에 음의 상관계수(r2= -0.913, p <0.01)를 나타내는 것을 확인하였는데, 이는 배양 중에 생성되는 유기산에 의한 것으로 추정된다. 결과적으로 미네랄 가용화능, 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성 및 식물 생장 촉진 활성 평가를 통해 Acinetobacter sp. DDP346을 다목적 미생물 제제로써 활용 가능성을 제시한다.

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3천궁으로부터 lipid의 분리 동정

저자 : 김형근 ( Hyoung-geun Kim ) , 전형주 ( Hyeong-ju Jeon ) , 응우옌트롱응우옌 ( Trong Nguyen Nguyen ) , 이대영 ( Dae Young Lee ) , 백남인 ( Nam-in Baek )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 343-349 (7 pages)

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천궁의 근경을 EeOH 수용액으로 추출하였으며, 얻어진 추출물을 용매계통분획방법을 이용하여 EtOAc 분획, n-BuOH 분획 및 물 분획으로 나누었다. EtOAc 분획과 n-BuOH 분획에 대하여 silica gel, octadecyl silica gel 및 Sephadex LH-20을 정지상으로 사용하여 칼럼크로마토그래피를 반복 수행한 결과 5종의 lipid를 분리하였다. 5종 화합물은 IR, MS 및 NMR 데이터를 해석하여 각각 methyl linoleate (1), linoleic aicd (2) 6-linoleoyl-α-D-glucopyranosyl β-D-fructofuranoside (3), 1-linolenoyl-3-(α-D-galactopyranosyl (1→6)-β-D-galactopyranosyl) glycerol (4) 및 1-linoleoyl-3-(α-D-galactopyranosyl (1→6)-β-D-galactopyranosyl) glycerol (5)로 구조동정하였다, 화합물 1과 3-5는 천궁에서는 이번 연구에서 처음 분리되었다. 또한 화합물 1과 2의 경우 NMR 데이터가 완전하지 않거나, 문헌에 따라 서로 다르게 보고되어 있으나, 이번에 2-D NMR 등을 자세히 검토하여 모든 탄소 및 수소에 대한 데이터를 확실하게 동정하였다. Sucrose와 지방산 복합체인 화합물 3과 digalactosyl monoglyceride인 화합물 4와 5는 현재까지 천연에서 매우 드물게 보고되어 있다. 보고된 지질화합물들의 면역증강, 항암활성 등을 통해, 천궁 근경의 다양한 약리활성 소재로서의 가능성을 기대할 수 있다.

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4광 및 CO2 변화 조건에서 브로콜리(Brassica oleracea var. italica)의 전기적 신호 모니터링

저자 : 박진희 ( Jin Hee Park ) , 김한나 ( Han-na Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 351-356 (6 pages)

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환경 조건의 변화는 식물의 물과 양분 흡수 및 광합성 정도를 변화시켜 결과적으로 식물 생육에 영향을 미친다. 변화하는 환경 조건에서 식물의 생리적 반응은 식물 줄기에 전극을 삽입해 식물유도 전기신호(PIES)로 비파괴적으로 모니터링할 수 있다. 본 연구의 목적은 CO2 증가와 광합성 광량자속밀도 PPFD 감소에 따른 식물의 반응으로 PIES를 모니터링하는 것이다. PIES는 증산과 광합성이 일어나는 낮에 증가하였고 식물 생육 기간 동안 모니터링한 CO2 농도는 PIES와 음의 상관관계를 보였다. CO2 농도 증가는 PIES를 약간 감소시켰으나 PIES에 큰 영향을 미치지 않았으며 이는 CO2 증가의 효과가 낮은 PPFD에 의해 제한되었기 때문으로 판단된다. PPFD 감소의 효과는 물과 양분 흡수가 광에 의해 즉각적으로 영향을 받지 않았기 때문에 즉시 나타나지는 않았다. 본 연구는 CO2 증가와 PPFD 감소에 의한 식물의 단기적 반응을 평가하고자 한 것이며 프롤린 함량 및 엽록소 형광은 환경 변화에 따라 유의하게 변화하지는 않았다.

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5홍삼박 n-hexane 추출물의 충치를 유발하는 Streptococcus mutans 저해 효과

저자 : 김동청 ( Dong Chung Kim ) , 인만진 ( Man-jin In )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 357-362 (6 pages)

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본 연구에서는 홍삼의 항충치 효과를 조사하기 위하여 홍삼박 n-hexane 추출물의 충치 원인균 Streptococcus mutans에 대한 항균 효과, 균체 부착과 생물막 생성 저해 효과를 측정하였다. 홍삼박 n-hexane 추출물의 농도에 비례하여 S. mutans의 생육이 저해되었으며, 125 μg/mL 이상의 농도에서는 거의 관찰되지 않았다(MIC=125 μg/mL). 홍삼박 n-hexane 추출물이 세포막에 작용하여 세포의 핵산 성분이 유출시키는 것으로 나타났다. 그리고, 홍삼박 n-hexane 추출물은 125 μg/mL 이상의 농도에서 S. mutans의 부착과 생물막 형성을 90% 이상 저해하였다. GTase 활성은 50 μg/mL 농도에서 완전히 저해되었다. 결론적으로 홍삼박 n-hexane 추출물은 S. mutans의 생육과 생물막 형성을 공통적으로 저해하는 것으로 나타났다.

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6토마토(Lycopersicon esculentum)로부터 flavone 화합물의 분리 동정과 세포 내 GSH 회복능을 통한 항산화 활성 평가

저자 : 전형주 ( Hyeong-ju Jeon ) , 김형근 ( Hyoung-geun Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 363-368 (6 pages)

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토마토 액상을 70% MeOH 수용액으로 추출하고, 얻어진 추출물을 EtOAc n-BuOH 및 물로 용매 분획 하였다. 이 중 활성이 확인된 ethyl acetate (EtOAc) 분획으로부터 silica gel (SiO2)과 octadecyl silica gel column chromatography로 정제하여 1종의 화합물을 분리 하였다. Nuclear magnetic resornance, mass spectroscopy 및 infrarad spectroscopy 등의 스텍트럼 데이터를 통해 화합물 1의 화학구조를 5,7,3′-trihydroxy-6,4′,5′-trimethoxyflavone (1) 로 동정 하였다. 화합물 1의 함량분석 결과, 추출물에서 0.96±0.03 μg/mg 그리고 EtOAc 분획(TME)에서 4.02±0.12 μg/mg으로 확인되었다. 본 연구를 통해서 glutathione mean의 증가와 glutathione heterogeneity의 감소를 보인 토마토 추출물 및 분획물과 토마토 유래 화합물이 세포 내 glutathione 수준을 균일하게 올려준다는 것을 입증함으로써 항산화 효능을 확인할 수 있었다.

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7가돌리니움 이온에 의한 톨라신 용혈활성의 농도의존적 억제

저자 : 허정훈 ( Jeong-hoon Huh ) , 윤영배 ( Yeong-bae Yun ) , 김영기 ( Young-kee Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 369-374 (6 pages)

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느타리버섯의 갈반병은 Pseudomonas tolaasii에 의해 생성된 톨라신 및 이의 유사 펩티드 독소에 의해 발생한다. 톨라신 펩티드들은 세포막에 pore를 형성하고 버섯의 자실체 구조를 파괴한다. 적혈구가 파괴되는 용혈은 톨라신의 세포독성에 의해 일어난다. 톨라신의 용혈활성은 Zn2+ 및 Ni2+과 같은 금속 이온에 의해 저해된다. 가돌리니움 이온을 첨가하였을 때, 톨라신에 의한 용혈작용에서 1 mM 이하의 농도에서는 용혈작용이 증가하고 그 이상의 농도에서는 저해되는 이중 효과가 나타났다. 가돌리니움 이온에 의한 톨라신 활성저해 기작은 다른 양이온들에 의한 저해기작과 다른 것으로 보인다. 가돌리니움 이온은 음전하를 갖는 막지질들에 결합하여 지질막의 측압을 변화시키는 것으로 보고되어, 톨라신 이온통로의 여닫힘에 직접 작용하기 보다는 막 구조의 단단함을 증가시켜 막에 대한 톨라신 이온통로의 안정성을 감소시키는 것으로 보인다.

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8LPS로 유도된 RAW 264.7 세포에 대한 조록나무 잎 Biorenovation 추출물의 항염증 활성

저자 : 홍혜현 ( Hyehyun Hong ) , 이경미 ( Kyung-mi Lee ) , 박태진 ( Taejin Park ) , 지원재 ( Won-jae Chi ) , 김승영 ( Seung-young Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 375-382 (8 pages)

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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 억제 효능을 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.

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9쥐 모델에서 고지방사료로 악화된 대장 건강에 대한 콩의 개선 효과

저자 : 최재호 ( Jae Ho Choi ) , 신태균 ( Taekyun Shin ) , 류명선 ( Myeong Seon Ryu ) , 양희종 ( Hee-jong Yang ) , 정도연 ( Do-youn Jeong ) , 운노타쯔야 ( Tatsuya Unno )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 383-391 (9 pages)

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비만은 숙주의 전신 염증 및 대사 기능 장애에 기여하는 장 상피 장벽 기능 저하와 관련이 있다. 한국의 전통 식품으로 식이섬유가 풍부한 콩 제품은 항염증 반응을 비롯한 다양한 생물학적 활성을 나타내어 왔으나 대장 건강에 대해서는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 고지방 식이(HFD)를 섭취한 비만 모델에서 콩(CSB)에 대한 장 건강 증진 효과를 조사하였다. SD 쥐에게 동물 실험 기간 동안 HFD 또는 10.6% CSB가 함유된 HFD (HFD + CSB)를 제공하였다. CSB의 섭취는 HFD로 유발된 체중과 지방 축적 증가를 현저하게 감소시켰다. 또한, CSB의 섭취는 대장 조직에서 HFD에 의해 감소된 밀착 결합 지표(ZO-1, Claudin-1 및 Occludin-1)의 mRNA 발현을 개선시켰다. 또한, 조직병리학적 평가에서도 CSB 섭취는 대장 조직에서 HFD에 의해 증가된 염증 세포 침윤과 대장 상피 조직 붕괴를 개선하는 것으로 나타났다.
Genus 수준에서 HFD 섭취에 의해 Lactobacillus, Duncaniella, Alloprevotella 등 미생물 종의 abundance 차이는 확인되었으나, CSB 섭취로 인한 영향은 명확하게 나타나지 않았다. NMDS 분석에서 HFD 섭취에 의해 유의적인 장내미생물 생태 이동을 보여주었지만 CSB 섭취는 차이가 없었다. HFD와 CSB 간 유의적으로 차이가 나타나는 genera를 조사하기 위해 LEfSe를 수행한 결과, CSB는 Anaerotignum, Enterococcus, Clostridium sensu stricto 및 Escherichia/Shigella 속의 풍부함을 증가시킨 반면 Longicatena 및 Ligilactobacillus의 풍부함을 감소시켰다.
이러한 결과는 CSB 섭취는 긴밀한 접합 성분을 개선하여 HFD로 악화된 대장 건강을 개선하는 반면 장내미생물생태에 긍정적인 효과를 미치는지에 대해서는 명확하지 않았다.

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10Phytochemical constituents from the aerial parts of Salvia plebeia

저자 : Leo Adrianne Paje , Hak-dong Lee , Jungwon Choi , Juree Kim , Ki Hyun Kim , A Ram Yu , Min-jung Bae , Sanghyun Lee

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 391-397 (7 pages)

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Four compounds were isolated from Salvia plebeia aerial parts. Silica gel open column chromatography with a gradient elution system was used to isolate and purify these compounds. Nuclear magnetic resonance spectroscopy and mass spectroscopy were used for structural elucidation and identification, while electronic circular dichroism was used to confirm the absolute configuration. The structures were determined to be β-sitosterol (1), (-)-1S,5S,8S,10R-1-acetoxy-8-hydroxy-2-oxoeudesman-3,7(11)-dien-8,12-olide (2), ursolic acid (3), and N-methylhydroxylamine (4). Compounds 2 and 4 were isolated for the first time from this plant. Compound 2 was quantitatively analyzed via HPLC/UV. The results showed that the methanol extract of S. plebeia had a higher content of compound 2 (1.20 mg/g) than the ethanol extract (0.55 mg/g). This study could be used as a preliminary step in conducting HPLC/UV analysis of sesquiterpenoids in S. plebeia extract to assess their bioavailability and potency.

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