Development of Peptides from the Germinated Black Rice and Applications as Cosmetics Ingredients

발아 흑미 유래 펩타이드의 개발과 화장품 응용에 대한 연구

  • Published : 2004.09.01

Abstract

To develop novel anti-aging peptides from the germinated black rice, we treated with bromelain, papain and Pronase E. And we investigated the effects of the germinated black rice peptide (GBRP) as anti-aging cosmetic ingredients, and compared with the non-germinated black rice protein (NBRP). We investigated the effects on in vitro inhibition of matrix-metalloprotease (MMP), proliferation of human skin fibroblasts, stimulation of collagen synthesis and expression of UVA-induced MMPs in human skin fibroblasts, UVA induced MMP-1 expression and collagen contents in human skin fibroblasts were analyzed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). As a result, the molecular weight distributions of GBRP and NBRP were determined by gel permeation chromatography to be approximately 900 and 10,000 daltons. GBRP increased skin cell proliferation about 40% and reduced UVA-induced MMP-1 expression about 50%. Also the collagen protein level of cells, which were cultured with GBRP, was increased about 25%. These results suggest that the geminated plant seed peptides can be novel anti-aging ingredients for cosmetics.

발아 과정을 통한 식물 종자의 변화를 확인하고, 발아된 식물종자로부터 새로운 펩타이드를 개발하여 항노화 화장품 소재로서의 가능성을 확인하였다. 발아과정을 통한 식물 종자의 변화는 단백질 양 측정, 겔 투과 크로마토그램(GPC)과 SDS-PAGE를 통한 단백질 분자량 분포 변화, 아미노산 조성분석을 통해 발아 전과 비교하였다. 발아된 검은 쌀로부터 펩타이드를 생산하기 위해 단백질 분해효소를 처리하였으며, 생산된 발아 검은 쌀 펩타이드의 효과를 발아 검은 쌀 단백질과 비교하여 확인하였다. In vitro matrix-metalloprotease (MMP) 활성 저해효과는 형광 정량법을 이용하였으며, 인간 섬유아세포 활성화 효과를 확인하였고, 콜라겐 생합성 촉진효과와 자외선 조사에 의한 MMP 발현 저해효과는 효소면역분석법(ELISA)을 이용하여 확인하였다. 발아에 의해 검은 쌀의 단백질량, 단백질 분자량 분포 및 아미노산의 조성이 변화함을 확인하였으며, 검은 쌀의 발아와 단백질 분해효소중 파파인 처리를 병행함으로서, 상대적으로 낮은 분자량을 갖는 신규 펩타이드의 제조가 가능하였다. GPC를 이용하여 제조된 발아 검은 쌀 펩타이드의 분자량 분포를 확인한 결과, 대부분이 900dalton 이하의 분자량을 가지는 것을 확인하였으며, 또한, 이러한 발아 검은 쌀 펩다이드는 약 40% 정도의 인간 섬유아세포 활성화 효과를 가지며, 또한 농도 의존적으로 콜라겐 분해효소 활성 저해효과를 가지는 것을 확인하였다. 또한, 자외선 조사에 의해 유도되는 콜라겐 분해효소 발현을 약 50% 억제하며, 콜라겐 생합성을 약 20% 촉진하는 것을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. L. H. Kligman, M. Gebre, R. Alper, and N. A. Kefalides, Collagen metabolism in ultraviolet irradiated hairless mouse skin and its correlation to histochemical observations, J. Invest. Dermatol, 93, 210 (1989)
  2. F. Frantisek, H. Otmar, K. Hermann, Plant protein hydrolysates: preparation of defined peptide fractions promoting growth and production in animal cells cultures, Biotechnol. Prog., 16(5), 688 (2000)
  3. M. Fischer, H. Gruppen, S. R. Piersma, L. V. Kofod, H. A. Schols, and A. G. J. Voragen, Aggregation of peptides during hydrolysis as a cause of reduced enzymatic extractability of soybean meal proteins, J. Agric. Food Chem, 50(16), 4512 (2002)
  4. H. Kimura and S. Arai, Oligopeptide mixtures produced from soy protein by enzymatic modification and their nutritional qualities evaluated by feeding tests with normal and malnourished rats, J. Nutr. Sci. Vitaminol.(Tokyo), 34(4), 375 (1988)
  5. G. Laura and J. Les, Production of cod (Gadus morhua) muscle hydrolysates. Influence of combinations of commercial enzyme preparations on hydrolysate peptide size range, J. Agric. Food Chem, 50(19), 5417 (2002) https://doi.org/10.1021/jf011466j
  6. S. E. Kim, H. H. Kim, J. Y. Kim, Y. I. Kang, and H. J. Woo, and H. J. Lee, Anticancer activity of hydrophobic peptides from soy proteins, Bio-Factors., 12 (1-4), 151 (2000)
  7. C. H. Li, T. Matsui, K. Matsumoto, R. Yamasaki, T. Kawasaki, Latent production of angiotensin l-converting enzyme inhibitors from buckwheat protein., J. Peptide. Sci., 8(6), 267 (2002)
  8. N. Higaki-Sato, K. Sato, Y. Esumi, T. Okumura, H. Yoshikawa, C. Tanaka-Kuwajima, A Kurata, M. Kotaru, M. Kawabata, Y. Nakamura, K. Ohtsuki, Isolation and identification of indigestible pyroglutamyl peptides in an enzymatic hydrolysate of wheat gluten prepared on an industrial scale, J. Agric. Food Chem, 51(1), 8 (2003)