멍게(Halocynthia roretzi) 가수분해물의 항산화 및 항암 효과

Abstract

멍게의 펩신 가수 분해물에서 항산화 펩타이드를 얻기 위해 역상 고성능 액체 크로마토그래피 (reverse phase-high performance liquid chromatography), 겔 투과 크로마토그래피 (gel permeation chromatography) 등의 연속적인 분리 ∙ 정제 과정을 거친 후, 크로마토그래피 질량 분광계 (liquid chromatography tandem mass spectrometry)를 이용하여 MTTL (464.58 Da, P1), LEW (446.50 Da, P2), YYPYQL (845.95 Da, P3)의 세 가지 펩타이드 서열을 확인하였다. 펩타이드의 항산화능을 분석하기 위해 DPPH 라디칼 소거능, ABTS+ 라디칼 소거능, Fe2+ 켈라이팅 활성, ORAC, 환원력 등을 측정하였다. 세 가지 펩타이드 중 P2의 DPPH 라디칼 활성이 가장 높게 나타났으며, P2와 P3의 ORAC은 glutathione (GSH)에 상당하는 값을 보였다. Fe2+ 켈라이팅 활성은 세 가지 펩타이드 모두 GSH보다 높게 나타났으나, ABTS+ 라디칼 소거 활성과 환원력은 GSH의 값이 펩타이드들보다 높게 나타났다. 펩신 가수분해물을 HT-29 대장암 세포에 처리한 결과, 세포 생존율 저해, 세포 내 활성 산소종 (reactive oxygen species, ROS)의 증가, 손상된 DNA를 확인하였다. 또한, 펩신 가수분해물의 농도에 따라 G0/G1기와 S기는 감소, G2/M기는 증가하여 G2/M기에서 세포 주기가 정지하는 것을 확인하였다. Western blot 분석과 RT-qPCR (quantitative real time polymerase chain reaction)을 통해 caspase-3 단백질과 mRNA의 발현이 증가하는 것을 확인하였다. 그러므로 멍게의 펩신 가수 분해물은 HT-29 대장암 세포에 대해 활성 산소종을 증가시켜 세포 주기를 정지시키며 caspase-3 활성에 의한 apoptosis를 유도한다. 또한, 탈지 과정을 거처 추출된 멍게의 펩신 가수 분해물에서 분리, 합성한 펩타이드들은 일부 라디칼에 대해 높은 항산화 활성을 가진다.

Sea squirt is widely used as a food material in Korea. The flesh tissue of sea squirt contains about 65 % protein, and it could be a good candidate for antioxidant and anticancer materials. In this study, sea squirt protein hydrolysates were prepared by pepsin hydrolysis at pH 2 and 37°C. Sea squirt protein hydrolysates were separated to purify antioxidant peptides using different chromato -graphic techniques, including gelfiltration chromatography and reverse phase-high performance liquid chromatography. Three antioxidant peptide of Met-Thr-Thr-Leu (P1, 464.58 Da), Leu-Glu-Trp (P2, 446.50 Da) and Tyr-Tyr-Pro-Tyr-Gln-Leu (P3, 845.95 Da) were identifed and the antioxidant activities of three antioxidant peptides were evaluated by DPPH radical scavenging, ABTS+ radical scavenging, Fe2+ chelating activity, ORAC and reducing power. All antioxidant peptides exhibited comparable ORAC values than that of glutathione as a positive control and showed significantly higher Fe2+ chelating activity than glutathione. Among three peptides, P2 exhibited higher antioxidant acitivies than P1 and P3. Additionally, anticancer effect of peptic hydrolysates of sea squirts (SSQ) was evaluated on HT-29 human colon cancer cell line. SSQ inhibited cell viability and induced apoptosis in HT-29 ells via intracellular reactive oxygen species (ROS) production. In response to oxidative DNA damage, flow cytometry analysis was carried out for analysis of cell cycle phase transtions by SSQ and the result showed that treatment with SSQ induced G2/M phase arrest in HT-29 cells in a dose-dependent manner. Western blot and real-time PCR analysis showed that treatment with SSQ increased apoptotic caspase-2 expression in HT-29 cells. Taken together, SSQ and/or its related bioactive peptides may be useful as functional food ingredients and/or potential candidates for oxidative stress-mediated disease and colon cancer treatment.