Convenient Method for Selective Isolation of Immuno-Stimulating Polysaccharides from Persimmon Leaves

감잎으로부터 면역 활성 다당의 선택 분리를 위한 간편 방법

The biological activity of polysaccharide is greatly influenced by polysaccharide structure and molecular distribution. Here, we developed a rapid and convenient isolation method for fractionating polysaccharides with different characteristics and optimized it using a polysaccharide mixture from Korean persimmon leaves. A crude polysaccharide mixture, persimmon leaves-enzyme (PLE) fraction, was isolated from persimmon leaves digested with pectinase and ethanol precipitation. The PLE fraction was further fractionated with a serially diluted ethanol solution (ethanol : deionized water=4:1, 2:1, 1.5:1, 1:1, and 0.5:1) to produce 10 subfractions (five precipitate fractions labeled from PLE-4 to PLE-0.5 and five supernatant fractions labeled from PLE-4S to PLE-0.5S). HPLC analysis indicated that PLE-4 and -2 consisted of diverse polysaccharides, whereas PLE-1.5, -1, and -0.5 contained high molecular weight (MW) polysaccharides. The fractions from PLE-4 to PLE-1 were mostly composed of 13 different characteristic sugars in rhamnogalacturonan (RG) I and II, and the sugars contained an arabino-${\beta}$-3,6-galactan moiety. However, PLE-0.5 did not contain RG-II or ${\beta}$-arabino-3,6-galactan. Treatment of macrophages with fractions PLE-1.5S and PLE-1S led to a $10{\mu}g/mL$ increase in interleukin (IL)-6 production, whereas treatment with PLE-4S and PLE-2S fractions composed of low MW polysaccharides resulted in reduced levels of IL-6. These results indicate that this isolation method may be useful for the rapid and convenient fractionation of bioactive RGs from polysaccharide mixtures with various properties.

다당이 갖는 각종 생물 활성은 그 구조의 특성 및 분자량 분포에 의해 달라지므로 특정 다당을 분리하기 위한 정제과정은 다당 연구에 있어 필수적으로 요청된다. 본 연구에서는 서로 다른 특성을 소유한 다당을 분획하기 위한 간편하고 신속한 분리법을 개발하기 위해 한국산 감잎으로부터 조제한 다당 혼합물을 이용, 본 분리법을 최적화하였다. 감잎은 pectinase 처리 후 에탄올 침전법을 통해 조다당 획분인 PLE로 조제되었으며, PLE는 재차 농도별로 연속 희석된 에탄올 용액(EtOH : DIW=4:1, 2:1, 1.5:1, 1:1 및 0.5:1)을 이용하여 총 10개 획분(5개 침전물 획분: PLE-4~PLE-0.5, 5개 상등액 획분: PLE-4S~PLE-0.5S)으로 분획하였다. HPLC 분석 결과 PLE-4, PLE-2 획분은 저분자와 고분자 획분이 혼합된 다당이, PLE-1.5~0.5 획분에는 고분자 다당이 주로 검출되었다. 또한 PLE-4~PLE-1 획분은 구성당 분석 결과 RG(rhamnogalacturonan)-I과 RG-II 다당의 지표 구성당인 총 13종의 서로 다른 당으로 구성되어 있음이 확인되었으며, ${\beta}$-arabino-3,6-galactan 잔기를 함유하고 있는 것으로 확인되었다. 하지만 PLE-0.5 획분에서는 RG-II 및 ${\beta}$-arabino-3,6-galactan 잔기를 함유하고 있지 않았다. 한편 PLE-1.5S~PLE-1S 획분을 처리한 마우스 복강 대식세포에서는 농도 의존적인 IL-6의 생산 증가가 관찰된 반면, 저분자 다당으로 구성된 PLE-4S 및 PLE-2S 획분에서는 활성이 매우 낮음이 확인되었다. 이상의 결과로부터 본 분리 방법이 다양한 특성을 갖는 다당의 혼합물로부터 생물 활성을 갖는 RG류를 신속하고 간편하게 분리하는 데 있어 유용한 방법임을 확인할 수 있었다.