Characterization of Antidiabetic Compounds from Extract of Torreya nucifera

Natural products have gained increasing attention due to their advantage of long-term safety and low toxicity for a very long time. Torreya nucifera is widespread in southern Korea and Jeju Island and its seeds are commonly used as edible food. Oriental ingredients have often been reported for their insecticidal, antioxidant and antibacterial properties, but there have not yet been any studies on their antidiabetic effect. In this study, we investigated several biological activities of T. nucifera pericarp (TNP) and seeds (TNS) extracts and proceeded to characterize the antidiabetic compounds of TNS. The initial results suggested that TNS extract at 15 and 10 ㎍/ml concentration has inhibitory effects on α-glucosidase and protein tyrosine phosphatase 1B, that is 14.5 and 4.35 times higher than TNP, respectively. Thus, the stronger antidiabetic TNS was selected for the subsequent experiments to characterize its active compounds. Ultrafiltration was used to determine the apparent molecular weight of the active compounds, showing 300 kDa or more. Finally the mixture was then partially purified using Diaion HP-20 column chromatography by eluting with 50~100% methanol. Therefore we concluded that the active compounds of TNS have potential as therapeutic agents in functional food or supplemental treatment to improve diabetic diseases.

비자나무 추출물의 항당뇨 활성물질의 특성 연구

비자나무는 한반도 남부지역과 제주도에 자생하고 있으며 식용으로 이용이 가능하며, 전통적으로 구충 빛 변비 예방의 목적으로 사용되어 왔었다. 그러나 항산화 활성에 대한 연구는 보고되어 왔지만 항당뇨 활성에 대한 연구는 제대로 이루어지지 않고 있다. 새로운 당뇨 치료제로서 천연물은 독성의 염려가 낮고 매우 오랫동안 사용되어 왔기 때문에 약물에 대한 안전성의 장점이 있다. 식용 및 한방 재료로 사용되고 있는 비자나무는 지금까지 살충 및 항균성에 대해 보고되어 왔으나 항당뇨에 관한 연구는 이루어진 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 비자나무 추출물의 항당뇨 효과를 조사하고 그 특성을 조사하였다. 먼저, 비자나무의 과육과 종자를 메탄올로 각각 추출한 후, 항당뇨 활성과 관련된 α-glucosidase와 protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B)에 대한 저해활성을 포함한 다양한 생리활성을 조사하였다. 그 결과, 비자나무의 종자 추출물에서 항당뇨활성을 나타내는 α-glucosidase와 PTP1B 효소에 대한 억제 효능이 높게 나타났으며, 특히 과육에 비해 종자 추출물이 각각 14.5배, 4.3배 높은 저해활성을 보였다. 또한 비자나무의 과육 추출물의 pH와 열 안정성 테스트를 수행한 결과로, 활성 물질은 산, 알카리 조건과 고온의 조건에서 안정한 저해활성을 보였다. 비자 과육의 메탄올 추출물을 한외 여과(ultrafiltration)한 결과, 항당뇨 활성물질은 분자량이 300 kDa 이상에 해당하였고 Diaion HP-20 수지에 대한 흡착능을 조사한 결과, 50-100% 메탄올 조건에서 항당뇨 활성물질이 용출되었다. 따라서 비자나무 종자의 메탄올 추출물로부터 buthanol 추출, 한외 여과, Diaion HP-20 컬럼 크로마토그래피를 통해 비자나무의 항당뇨 활성 물질의 분리, 정제를 시도하였다. 따라서 비자나무 종자 추출물의 인슐린 저항성에 대한 개선 효과에 대한 추가 연구를 통해 천연물 유래 당뇨병 예방 및 치료용 조성물로서의 가능성을 보여주었다.