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Computational Screening of Ginseng Saponins and Efficacy Analysis of Active F2, Rh1, Rf and PPT Ginsenosides on 3T3-L1 Adipocyte 원문보기

  • 저자

    Fayeza Md Siraj

  • 학위수여기관

    Kyung Hee University Laboratory of Hanbang Bio Graduate School of Biotechnology

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    생명공학원

  • 지도교수

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

  • 키워드

  • 언어

    eng

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13536610&outLink=K  

  • 초록

    비만은 체지방의 과잉 축적이 원인이며, 여러 가지 다른 질병으로 이어질 수있는 만성 질환이다. 이에 따라 건강한 삶을 유지하기 위해 비만을 감소시키는 방법을 발견하는 것이 필요 시 되고 있다. 지금까지 몇 가지 약물이 비만을 치료하는 것으로 보고됐다. 그러나 다양한 부작용으로 인해 최근 비만연구는 약용 식물에 초점을 맞추고 있다. 그 중 많은 약용식물 가운데, 고려인삼(Panax ginseng)은 비만 등 여러 질병을 치료하기 위해 오랫동안 사용되어 온 가장 인기 있는 약용 식물 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 비만을 치료할 수 있는 고려인삼의 약리효능 물질인 진세노사이드(Ginsenosides)에 초점을 맞추고 있다. 본 연구팀은 실험을 수행하기 전 선행연구로서 문헌에 따라 128가지의 진세노사이드(Ginsenosides)를 가상스크리닝(In-silico)을 통해 흡수, 분포, 대사, 배설 및 독성(ADME/T)을 확인하였다. ADMET의 결과값을 통해 15가지의 진세노사이드 (F2, Rg3, Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rg1, Rg2, Rh2, Ro, Re, CK, Rf, Rh1, PPT)를 선별하였다. 위 진세노사이드는 도킹 시뮬레이션(Docking simulation)을 통해 비만의 특정 단백질과 상호 결합력을 계산하였다. 그 결과 6가지의 진세노사이드(F2, Rg3, Re, Ck, 105 Rh1, Rf) 가 PPARγ라는 단백질과의 상호결합을 나타냈다. 그리고 진세노사이드 PPT 가 중요한 사포닌이기 때문에, 우리는 소장에서 지방 브레이크 다운에 관여하는 췌장 리파제 (PL)과 진세노사이드 PPT의 도킹 상호 작용을 추가로 조사했다. 도킹 시뮬레이션 결과 진세노사이드PPT는 PL과의 상호결합을 나타냈다. 따라서 우리는 세포 수준에서 실험을 실시했다. 하지만 그 중 CK, Re, Rg3는 이미 3T3-L1 세포 라인에 대한 실험이 보고되었다. 그래서, 본 연구는 다른 진세노사이드(F2, Rh1, Rf, PPT)을 사용하여 실험을 수행 하였다. 3T3-L1은 일반적으로 비만연구에 사용되는 지방 세포 세포주이다. 우리의 실험결과는 다음과 같이 보여준다. 낮은농도(1 μM)에서 높은농도(100μM)까지의 선정된 진세노사이드(ginsenodies)는 세포에 유해한 물질이 아니다. 그리고 우리는 oil red o staninig실험을 통해 세포 속에 액체가 축적되는 것을 확인하고, 세포 속에 축적된 액체 양을 나타냈다. 그 결과는 세포에 축적된 액체들의 양이 진세노사이드에 의하여 감소하였다. 마지막으로 우리는 지방세포유전자의 발현을 확인하였다. RT-PCR과 qRT-PCR을 사용한 바 유전자 발현을 억제하는 것으로 보인다. 이것은 지방세포화 진행과정을 막는 것으로 입증된다. 그리하여 컴퓨터 스크린과 증명된 실험결과로부터 F2, Rh1, Rf 그리고 PPT 진세노사이드는 비만치료제로 유용하게 사용되어질 수 있다.


    Obesity is identified as an excess accumulation of body fat. It is a chronic medical disease that can lead to several other diseases. It has become necessary to discover methods to reduce obesity in order to maintain a healthy life. Until now, several drugs have been shown to treat obesity. But due to various side effects researchers have focused on natural resources to treat obesity. Among many medicinal herbs, Panax ginseng is one of the most popular oriental medicinal plants that has been used for long time in order to treat several diseases including obesity. Therefore in our study we have also focused on Panax ginseng derived saponins called ginsenosides to treat obesity. For our study, at first from 128 ginsenoside saponin based on the literature, the absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity (ADMET) properties, to cover important PPT and PPD saponins and availability, 15 ginsenosides (F2, Rg3, Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rg1, Rg2, Rh2, Ro, Re, Ck, Rf, Rh1, PPT) were chosen for docking simulation. To find out there binding interaction with major genes involved in adipogenesis and obesity. It was seen that among them 6 ginsenosides (F2, Rg3, Re, Ck, Rh1, Rf) possessed bond formation with PPARγ, the major transcriptional factor for adipogenesis. Since PPT ginsenoside is an important saponin, we further checked docking interaction of PPT ginsenoside with Pancreatic Lipase (PL) that is involved in fat break down in intestine. After docking simulation PPT was found to have binding affinity with PL. Therefore we next carried out experimental investigations to see there efficacy in cell level. But among them compound K, Re and Rg3 already has there experimental evidences on 3T3-L1 cell line. So, we performed experiments using other compounds. 3T3-L1 is an adipocyte cell line that is commonly used for studying obesity in cell level. From our experimental results it was seen that, the selected ginsenosides were not toxic to the cell from lower (1 μM) to higher (100μM) concentrations. Then we checked the oil red o staining to see the lipid accumulated by the cells and after that we quantified the amount of lipid in cells. The results shown to decrease the amount of lipid accumulated by the cells dose dependently when they were treated with ginsenosides. Finally we checked the expression of adipogenic genes. They were seen to be inhibited when checked using RT-PCR and qRT-PCR. That proves that the process of adipogenesis was blocked. Therefore from our computational VIII screening and experimental evidences it was proved that F2, Rh1 Rf and PPT ginsenoside may be useful compounds to be used as an anti-obese drug.


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