Allium sativum의 성분이 3-hydroxy-3-methylglutary1 -coenzyme A (HMG-CoA)reductase에 미치는 영향

Abstract

마늘이 cholesterol의 대사과정에 미치는 영향을 조사하기 위해 cholesterol의 생합성 과정의 속도 조절 단계에 관여하는 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A (HMG-CoA ) reductase ( EC 1.1.1.34 )를 yeast로부터 분리하여 이 효소의 활성에 영향을 주는 마늘의 성분을 분리하였다. Yeast의 HMG-CoA reductase는 자가분해, heating, ammonium sulfate fractionation, DEAE-cellulose column chromatography를 통해 정제하였으며, specific activity는 6.09×10^(4) units/mg of protein 이었다. 마늘은 blender로 마쇄하여 감압여과, 원심분리를 거쳐 수율 60%의 garlicextract를 얻었으며, 동결건조시켜 수율 16.88%의 powder로 만들어 사용하였다. Powder 상태의 garlic extract를 효소활성측정용액에 10^(-3)(w/v) 농도로 첨가하였을 때 HMG-CoA reductase의 활성을 반응 시간 5분동안 47.9%, 10분동안 23.5%로 감소시켰으며, 10^(-4) (w/v) 농도와 10^(-5) (w/v) 농도로 첨가한 경우는 5분동안 각각 81.0%와 95.3%로 감소시켜 HMG-CoA reductase의 활성에 미치는 마늘의 영향은 농도와 반응 시간에 의존함을 알 수 있었다. Garlic extract를 diethyl ether로 수용액 층과 ether 층으로 분리한 결과, ether 층에서 HMG-CoA reductase의 활성을 저해하는 효과가 크게 나타났으며, garlic extract의 경우와 마찬가지로 첨가해준 농도가 높을 수록 저해 효과는 커졌다. Ether 층을 thin layer chromatography ( n-hexane : acetic acid : diethyl ether = 80 : 10 : 10 ) 상에서 분리한 결과 7개의 성분으로 분리되었는데, 전체농도의 77.4%를 차지하는 Rf 0.36의 뚜렷한 분획이 분리되었으며, 다른 6개의 성분과 같은 농도로 효소활성측정용액에 첨가했을 때 이 분획이 HMG-CoA reductase의 활성을 가장 크게 저해하여 GEE-3( Garlic Extract - Ether fraction - 3 )라 명명하였다. 생마늘로부터 GEE-3의 수율은 0.04%였으며, GEE-3를 0.3 mg/ml의 농도로 효소활성측정용액에 첨가했을 때 HMG-CoA reductase의 활성을 50%로 감소시켰다. GEE-3의 UV spectrum은 242 nm에서 최대 흡수를 나타내었다. GEE-3를 0℃ 부터 100℃ 까지 30 분동안 온도 처리를 했을 경우 온도가 높아질수록 HMG-CoA reductase의 활성을 10% 이하로 크게 감소시켰으며, 고온에서의 처리 시간이 길어질 수록 HMG-CoA reductase의 활성을 저해하는 정도는 감소하였다. 이미 구조와 성질이 밝혀진 마늘내의 allicin은 열에 약하다고 보고되어 있으므로, GEE-3는 allicin과는 다른 물질이라 추정된다. 아직 마늘에 대한 성분 조사나 각 성분이 체내 대사 과정에 미치는 영향이 정확하게 밝혀지지 않고 있는데, HMG-CoA reductase의 활성을 저해하는 GEE-3의 이화학적 특성과 구조 분석 뿐만 아니라 다른 대사에 영향을 주는 마늘의 정확한 성분에 대해서도 연구가 더 행해져야 할 것이다.;In order to investigate the effect of garlic on HMG-CoA reductase (EC 1.1.1.34), the component of garlic which might give an effect on the activity of the enzyme was extracted and fractionized. Garlic (Alliom sativum) was homogenized, fi1trated and centrifuged to get garlic extract from supernatant. Garlic extract was prepared in the form of powder by freeze-drying. On the other hand, HMG-CoA reductase was prepared from the dry yeast and supplied with in this work. When 10^(-3)(w/v) of the garlic extract was added to the reaction mixture, the activity of HMG-CoA reductase was reduced to 47.9%. At 10^(-4)(w/v) and 10^(-5)(w/v), they were 81.0% and 95.3% , respectively. The effect of garlic was dependent on the concentration and the reaction time. The diethyl ether-soluble fraction of garlic extract reduced the activity more strongly than water-soluble fraction. Thin layer chromatogram of the diethyl ether-soluble fraction showed seven bands as developed with n-hexane, acetic acid and diethyl ether (80 : 10 : 10). Among them the fraction at Rf 0.36 value (GEE-3) revealed the most reducing effect on the activity of HMG-CoA reductase. When 0.3 mg of GEE-3 was added to 1 ml of the reaction mixture, the activity of HMG-CoA reductase was reduced to 50% of the total activity. The reducing effect of GEE-3 against the activity of HMG-CoA reductase was increased as the reaction temperature increased. And UV spectrum showed maximum absorption at 242 nm.