강릉대학교  2011 년도 학위논문

녹조류 유래 다양한 유용물질의 구조분석과 생리활성 연구
Biological properties and structural characterization of various active substances from green seaweeds


강릉대학교 대학원 해양응용생명공학과

2011 이학박사 학위논문

   우리나라 및 전세계에 자생하는 다양한 녹조류는 풍부한 영양성분을 함유하고 있으며, 항암, 항산화, 면역증강, 항혈액응고 등의 다양한 생리활성을 갖고 있다. 그러나, 녹조류에서 추출한 기능성 물질의 구조와 생리활성에 관한 연구는 거의 수행되지 않았다. 따라서 본 연구는 5종류 녹조류에서 에틸알콜 추출물 및 용매 분획물을 획득하여 항산화 활성을 측정하였고, 녹조류 가시파래에서 수용성 다당류를 추출하여 구조를 분석하고 생리활성을 측정하였다. 제 2장은 5종류 녹조류, 가시파래(Enteromorpha prolifera), 납작파래(Enteromorpha compressa), 매생이(Capsosiphon fulvescens), 염주말(Chaetomorpha moniligera), 구멍갈파래(Ulva pertusa)의 에틸알콜 추출물 및 용매 분획물을 이용하여 항산화 활성을 측정 하였다. 이들 녹조류에서 획득한 에틸알콜 추출물은 DPPH(1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능, OH(hydroxyl) 라디칼 소거능 및 강한 환원력을 나타내었다. 그 중, 가시파래 및 납작파래 에틸알콜 추출물은 가장 효과적인 항산화 활성을 나타내었다. 5종류 녹조류의 용매 분획물은 에틸알콜 추출물을 핵산(HX), 클로로포름(CF), 초산에틸(EA), 물(AQ)을 이용하여 분획 하였다. 다양한 용매 분획물 중, 가시파래와 납작파래의 CF 분획물이 가장 높은 항산화 활성을 나타내었다. 특히 OH 라디칼 소거능은 비교 대조군으로 사용한 α-tocopherol 보다 높은 활성을 나타내었다. 녹조류에서 획득한 에틸알콜 추출물 및 용매분획물의 총 페놀함량과 항산화 활성과의 상관관계는 낮은 연관성을 보였다(r²=0.22-0.42). 하지만, 총 플라보노이드 함량과 항산화 활성과의 상관관계는 높은 연관성을 보였다(r²=0.73-0.96). 따라서 녹조류에서 획득한 저분자 물질의 항산화 활성은 플라보노이드와 연관성이 있을 것이라 예상된다. 한편, 가시파래(E. prolifera) CF 분획물에서 주요 항산화 활성 물질의 구조를 다양한 분광분석법으로 분석한 결과, 클로로필과 유사한 구조를 가진 pheophorbide a로 규명되었다. 제 3장은 가시파래(E. prolifera)에서 수용성 다당류를 물과 에틸알콜을 이용하여 추출하였으며, 이온교환 크로마토그래피를 이용하여 분리하였다. 가시파래에서 추출된 다당류는 분자적인 특성을 분석하였고, 항암활성 및 면역증강 활성을 측정하였다. 천연 다당류(crude)와 분획된 다당류(F₁, F₂, F₃)의 화학적인 조성은 탄수화물(50.8-62.5%), 황산기(14.5-18.8%), 우론산(13.8-16.6%)으로 구성되어 있었으며, 단당류의 구성은 rhamnose(57.1-87.6%), glucose(3.6-39.1%), xylose(2.4-8.8%)로 분석되었다. 또한, 단백질 함량은 4종류의(crude, F₁, F₂, F₃) 다당류에서 1.0-13.9%로 측정되었으며, 이온교환 크로마토그래피로 천연 다당류를 분리 한 결과, 대부분의 단백질은 F₂ 분획물(11.3%)에 함유되어 있었다. 4종류의 다당류는 2-3개의 세부 물질을 함유하고 있었으며, 분자량은(Mw) 약 37-1,281×10³g/mol로 분석되었다. 가시파래에서 추출된 다당류는 AGS와 DLD-1 세포를 이용하여 항암활성을 측정하였다. 그 결과, 이들 다당류는 암세포에 대한 직접적인 cytotoxicity 효과는 낮게 나타났다(1.2-26.1%). 한편, 가시파래에서 추출된 4종류의 다당류 중, proteoglycans(F₂)은 Raw 264.7 세포를 자극하여 NO, TNF-α, IL-1β, PGE₂를 분비하였으며, Mouse를 이용한 in vivo 실험에서는 cytokines(IFN-γ, IL-2)의 분비를 유도 하였고, NK 세포의 활성을 증가시켰다. 따라서, 녹조류에서 추출한 함황 다당류는 면역활성을 증가시킴으로 항암활성을 나타낼 것이라 예상된다.