Abstract
Glyceollin I has gained attention as a useful therapy for various dermatological diseases. However, the binding property of glyceollin I to the mammalian adenylyl cyclase (hereafter mAC), a critical target enzyme for the down-regulation of skin melanogenesis, has not been fully explored. To clarify the action mechanism between glyceollin I and mAC, we first investigated the molecular docking property of glyceollin I to mAC and compared with that of SQ22,536, a well-known mAC inhibitor, to mAC. Glyceollin I showed superiority by forming three hydrogen bonds with Asp 1018, Trp 1020, and Asn 1025, which exist in the catalytic site of mAC. However, SQ22,536 formed only two hydrogen bonds with Asp 1018 and Asn 1025. Secondly, we confirmed that glyceollin I effectively inhibits the formation of forskolin-induced cAMP and the phosphorylation of PKA from a cell-based assay. Long term treatment with glyceollin I had little effect on the cell viability. The findings of the present study also suggest that glyceollin I may be extended to be used as an effective inhibitor of hyperpigmentation.
글리세올린 I은 다양한 피부 질환의 예방과 치료에 유용한 물질로 주목을 받아왔다. 그러나 피부 멜라닌 형성에 결정적 역할을 담당하는 포유류의 아데니닐 고리화 효소(이하 mAC)에 대한 직접적인 결합 형태와 상호 작용에 대한 연구는 현재까지 연구 보고된 사례가 없었다. 글리세올린 I 의 mAC 활성 부위에 대한 결합 작용 기작을 규명하기 위하여 우선 글리세올린 I과 SQ22,536 (mAC에 결합하여 mAC의 활성을 억제하는 것으로 이미 잘 알려진 단일 화합 물질)의 mAC에 대한 결합 친화도와 결합 형태를 비교 분석 하였다. 글리세올린 I은 mAC의 활성부위에 존재하는 Asp 1018, Trp 1020, Asn 1025와 각각 3개의 수소결합을 형성하는 것으로 분석되었고 SQ22,536은 mAC 활성부위의 Asp 1018, Asn 1025와 2개의 수소결합을 형성하여 글리세올린 I이 상대적으로 우월하게 결합하는 것으로 분석되었다. 글리세올린 I은 또한 포스콜린(forskolin)에 의해서 유도되는 세포내 멜라닌 형성 2차 신호전달 물질인 cyclic AMP의 생성과 이로인해 유발되는 단백질 인산화 효소 A의 인산화를 효과적으로 억제하는 것을 멜라노마 세포 실험을 통하여 확인하였다. 또한 글리세올린 I 을 장시간 세포에 투여하여도 세포의 생존률에는 영향을 주지 않음을 확인하였다. 본 연구 통하여 규명된 글리세올린 I의 mAC 활성 억제 효능 및 멜라닌 생성 신호전달 기작을 조절하는 성질을 이용하여 향후 흑색종과 같은 다양한 피부 질환 치료제 개발 및 미백화장품 핵심 물질 개발에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
