Development of New Natural Antioxidants for Cosmeceuticals

천연물 유래 항산화 기능성 화장품 신소재 개발

New antioxidative substances for cosmeceuticals were screened from natural resources such as microbial metabolites, mushrooms, and medicinal plants. Four antioxidants were isolated from the fungal metabolite of Eupenicillium shearii and their structures were determined to be new phenolic compounds. The compounds were designated as melanocins A, B, C, and D. Melanocins $A{\sim}D$ exhibited free radical scavenging activity on DPPH and superoxide with $EC_{50}$ values of $21{\sim}94\;and\;7{\sim}84{\mu}M$, respectively, which were stronger activity than those of ${\alpha}-tocopherol$ and BHA. Melanocin A showed anti-wrinkle effects on the UV-irrated hairless mouse skin. A novel hispidin antioxidative compound designated as inoscavin A was isolated from the fruiting body of the mushroom, Inonotus xeranticus. Inoscavin A scavenged superoxide radical with $EC_{50}$ values of $0.03{\mu}g/mL$, and inhibited rat liver microsomal lipid peroxidation with $EC_{50}$ values of $0.3{\mu}g/mL$. Benzastatins $A{\sim}G$, the novel antioxidants isolated from the culture of Streptomyces nitrosporeus showed potent lipid peroxidation inhibitory activity with $EC_{50}$ values of $3{\sim}30{\mu}M$. A cyclopentene compound with strong hypopigmentary effect was isolated from the fungal metabolite of Penicillium sp. and identifed as terrein. Terrein significantly reduced melanin levels in a melanomacyte cell line, Mel-Ab. It showed 10 times stronger activity than kojic acid, but exhibited no cytotoxic effect even in $100{\mu}M$. It was suggested that terrein reduced melanin synthesis by reducing tyrosinase production by MITF down-regulation.

미생물, 버섯류, 약용식물 등 천연물 대사산물로부터 미백, 주름개선용 화장품 신소재로 활용 가능한 항산화 신소재를 탐색하였다. 그 결과 Eupenicillium shearii 균주 배양액으로부터 4개의 phenol계 항산화 활성물질을 순수하게 분리하고 화학구조를 결정하여 melanocin A-D로 명명하였다. Melanocin $A{\sim}D$ 화합물의 DPPH 라디칼 소거활성은 $EC_{50}21{\sim}94{\mu}M$, superoxide 소거활성은 $EC_{50}\;7{\sim}84{\mu}M$로 arbutin 및 BHA보다 우수한 활성을 나타냈으며, 주름개선 효과도 매우 우수하였다. 기와층버섯(Inonotus xeranticus) 자실체 추출물로부터 강력한 항산화 활성물질인 히스피딘계 신물질을 얻어 inoscavin A로 명명하였다. Inoscavin A 화합물의 항산화 활성을 측정한 결과, superoxide radical 소거활성은 $EC_{50}\;0.03{\mu}g/mL$, rat의 간 microsome의 지질과산화 억제활성 $EC_{50}$은 $0.3{\mu}g/mL$로서 ${\alpha}-tocopherol$의 $1.5{\mu}g/mL$, BHA의 $4.9{\mu}g/mL$ 보다 우수하였다. Streptomyces nitrosporeus 균주 배양액으로부터 신규 지질과산화 억제 활성물질을 benzastatin $A{\sim}G$를 분리하였다. Benzastatin $A{\sim}G$의 지질과산화 억제활성 $EC_{50}$는 $3{\sim}30{\mu}M$로 매우 우수하였다. Penicillium sp. 균주로부터 미백활성물질을 탐색하여 cyclopentene계 화합물인 terrein을 얻었다. Terrein은 kojic acid 보다 약 10배 이상 강력한 미백활성을 나타낸 반면, $100{\mu}M$ 농도에서도 비교적 안전한 화합물로 확인되었으며, 작용기전은 MITF 단백질을 조절함으로 활성을 나타내는 것으로 확인되었다.