전 처리 인삼의 화학성분 및 AMPK 활성

Abstract

인삼 (Panax ginseng)은 두릅나무과 식물로 우리나라에서 오랫동안 한약재로 사용하여 온 약용식물이다. 인삼에 함유되어 있는 성분으로는 dammarane계의 triterpenes인 진세노사이드 등이 알려지고 있으며, 면역기능 증강, 중추억제 및 안정작용, 암세포 전이 억제 등의 다양한 생리활성에 대한 많은 보고가 있다. 인삼의 뿌리에 열을 가하여 찌고 익히는 과정을 통하여 만들어진 홍삼은 예로부터 피로회복, 면역력 증진과 함께 혈소판 응집억제를 통해 혈액 흐름을 원활하게 하는 효능이 있다고 알려지고 있다. 홍삼의 효능을 나타내는 주성분으로는 Rg3, Rh2 등이 있는데 두 성분 모두 인삼의 열처리 과정에서 늘어난 인삼의 구성성분이다 (Lee et al., 2009). AMPK 효소는 AMP/ATP의 비율에 따라 생체 내에서 반응하여 그 활성이 조절되는 인산화 효소로 에너지 대사과정에 중요한 역할을 한다. AMPK 효소의 활성화는 현대에서 많이 발생하는 비만, 당뇨 등 대사증후군의 치료에 사용될 수 있다. 특히 인삼사포닌 중 홍삼의 주성분으로 알려진 Rg3가 AMPK 효소를 활성화 한다는 보고가 있다 (Hwang et al., 2009). 이에 Rg3를 포함하여 AMPK 효소의 활성을 증가시키는 인삼의 구성물질을 규명하고자 본 실험을 진행하였다. 인삼에 효소 및 열처리와 같은 전처리 과정을 통하여 AMPK 효소의 활성 물질로 알려진 Rg3 등 인삼의 비극성 부분을 증가시켰다. 전처리 시 인삼에 미량으로 함유하는 비극성 화합물들의 증가가 관찰되었고 이에 관련된 화합물을 분리, 정제하여 C2C12 세포주를 이용한 AMPK 활성 실험을 실시했을 때, 전처리 시 늘어난 인삼의 화합물들이 AMPK 효소를 활성화하는 결과를 확인할 수 있었다. 인삼의 건조된 뿌리에 물을 넣어 추출하고 HP-20를 통과시켜 당을 포함한 극성부분 및 PPT 계열의 화합물은 제거하고 90% 메탄올부터 100%, 그리고 아세톤 부분을 얻은 후 이에 효소 및 열처리 방법을 사용하여 비극성 화합물을 증가시켰다. 전처리 반응을 통하여 얻어진 분획을 대상으로 silica gel column chromatography와 HPLC, LC-MS 등을 사용하여 화합물의 UV, Q-TOF/ESI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR, HSQC, HMBC와 선광도, IR 등의 정보를 얻을 수 있었고, 이를 통하여 총 15종의 화합물을 분리하였다. 분리한 화합물들은 20(S)-ginsenoside Rh2 (1), 20(R)-ginsenoside Rh2 (2), 20(S)-ginsenoside Rg3 (3), 20(R)-ginsenoside Rg3 (4), ginsenoside Rk2 (5), Isoginsenoside Rh3 (6), compound K (7), ginsenoside F2 (8), ginsenoside Rg5 (9), ginsenoside Rk1 (10), ginsenoside Rk3 (11), dehydroprotopanaxatriol (12), quasiprotopanaxatriol (13), 20(S)-protopanaxatriol (14), 20(R)-protopanaxatriol (15) 로 각각 동정하였다. 분리된 화합물들은 모두 dammarane계 triterpenoids 골격을 하고 있고, 인삼의 효소처리 및 열처리에 의해 늘어난 물질로 규명되었다. 화합물 (1)~(10)은 PPD계 triterpenes 골격 구조의 화합물 이었으며, 화합물 (11)~(15)는 PPT 계열의 화합물임을 확인하였다. C2C12 세포주를 이용한 AMPK활성을 측정한 결과 compound (1)과 (3)이 AMPK의 활성을 현저하게 증가시키는 것으로 나타났으며, 이러한 AMPK의 활성은 인삼의 전처리 과정에서 늘어난 화합물에 의하여 증가한다는 것을 보여주었다.