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효모에서 분리한 멜라닌 생성 억제 물질의 작용 기전
Mechanism of Melanogenesis Inhibition by Melanoston Isolated from Yeast

이승선   (건국대학교 미생물 공학과UU0000050  ); 정호권   ((주) 참존 생물소재 연구소  ); 오철   ((주) 참존 생물소재 연구소  ); 최태부   (건국대학교 미생물 공학과UU0000050  );
  • 초록

    본 연구에서는 효모에서 분리한 melanoston이라고 명명된 멜라닌 생성을 억제하는 물질의 작용 기전을 밝히기 위한 것이다. $\alpha$ -MSH를 처리한 B16 melanoma 세포에서 melanoston은 tyrosinase mRNA 발현양을 10% 정도 저해되는데 그쳤으며 western blotting을 이용한 단백질 측정에서도 이와 비슷한 정도의 단백질 생성 억제를 보였다. 그러나 B16 세포 배양액에 melanoston을 첨가할 경우 세포내 tyrosinase 활성이 33% 까지 감소되는 것으로 나타나 metanoston이 tyrosinase inhibitor는 아니지만 세포내 tyrosinase 활성화 (activation) 과정을 억제하는 것으로 추측할 수 있었다. 또한 광학 현미경을 이용한 morphology 관찰에서 $\alpha$ -MSH를 처리한 세포에서는 많은 dentrite가 형성되면서 세포분화가 일어나는 반면 melanoston를 처리한 경우에는 dendrite가 감소하면서 세포형태가 대조군과 비슷하게 회복 되는 것을 알 수 있었다. 또 FITC-anti-tyrosinase-Ab를 이용한 형광 염색을 통해서는 $\alpha$ -MSH만 처리한 세포에서는 tyrosinase의 분포가 dendrite를 포함한 세포 전체로 퍼져나가는 것을 관찰할 수 있었고 $\alpha$ -MSH와 melanoston을 동시에 처리한 세포에서는 대조군과 비슷하게 tyrosinase가 핵 주변에서만 관찰되어 melanoston이 B16 melanoma 세포의 분화과정에서 이를 억제하는 효과를 주고 있음을 알 수 있었다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때 melanoston은 $\alpha$ -MSH에 진행되는 B16 세포의 분화를 억제하고 이 과정에서 멜라닌 생성의 주된 효소인 tyrosinase의 활성화를 억제하며 결과적으로는 멜라닌 생성을 저해하는 것으로 사료된다.


    Melanocytes synthesize melanin within discrete organelle termed melanosomes which are transferred to the surrounding keratinocytes and can be produced in varying sizes, numbers and densities. Skin whitening products have become increasingly popular in the past few years. The most successful natural skin whitening agents are: Arbutin, Vitamin C, Kojic acid, Mulberry, which are all tyrosinase inhibitors. In this work, melanoston, a melanogenesis inhibitor isolated from yeast was studied to understand its mechanism of melanogenesis inhibition. It was found that melanoston was not a tyrosinase inhibitor, while when melanoston was applied to the B16 melanoma cell culture media, the intracellular tyrosinase activity was decreased by more than 30%, When B16 melanoma was stimulated with ${\alpha}$ -MSH, cell morphololgy was dramatically changed to have lots of dendrites on the cell membrane surface. On the other hand, B16 was treated with ${\alpha}$ -MSH and melanoston, simultaneously, the change of cell morphology was not so great. This inhibition effect of melanoston was found to be related to the inhibition of intracellular activation and transportation of tyrosinase, which was observed by immunostaining of B16 melanoma using anti-tyrosinase antibody. From these results, melanoston was regarded as an inhibitor to the differentiation of melanoma cells.


  • 주제어

    Melanogenesis inhibition .   melanoma .   cell differentiation .   UV radiation .   tyrosinase.  

  • 참고문헌 (16)

    1. Tyrosinase : a comprehensive review of its mechanism , Sanchez-Ferror A.;J.N.Rodriguez-Lopez;F.Garcia-Canovas;F.Garcia-Carmona , Biochimica et Biophysica Acta / v.1247,pp.1-11,
    2. The involvement of p38 mitogen-activated protein kinase in the α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH)-induced melanogenic and anti-proliferative effects in B16 murine melanoma cells , Smalley,K.;Tim Eisen , FEBS Letters / v.476,pp.198-202,
    3. Mechanisms of ultraviolet light-induced pigmentation , Giilchrest,B.A.;H.Y.Park;M.S.Eller;M.Yaar , Photochem. Photobiol. / v.93,pp.1-10,
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    5. Expression of tyrosinase and the tyrosinase related proteins in the $Mitf^{vit}$(Vitilligo) mouse eye: implications for the function of the microphthalmia transcription factor (Mitf) , Sylvia,B.;B.K.Smith;Zhou;S.J.Orlow , Exp. Eye. Res. / v.66,pp.403-410,
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    10. Different cis-acting elements are involved in the regulation of TRP1 and TRP2 promoter activities by cyclic AMP : pivotal role of M boxes (GTCATGTGCT) and of Microphthalmia , Bertolotto,C.;R.Busca;P.Abbe;K.Bille;E.Aberdam;J.P.Ortonne;R.Ballotti , Mol. Cell. Biol. / v.18,pp.694-702,
    11. Protein kinase C-beta activates tyrosinase by phophorylating serine residues in its cytoplasmic domain , Park,H.Y.;J.M.Perez;R.Laursen;M.Hara;B.A.Gilchrest , J. Biol. Chem. / v.274,pp.16470-16478,
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    13. Pytroloquinoline quinone (PQQ) inhibits the expression of tyrosinase mRNA by α-melanocyte stimulating hormone in murine B16 melanoma Cells , Kosano,H.;T.Setogawa;K.Kobayashi;H.Nishigori , Life Sci. / v.56,pp.1707-1713,
    14. Biochemical control of melanogenesis and melanosomal organization , Hearing,V.J. , J. Invest. Dermatol. / v.4,pp.24-28,
    15. A standardized protocol for assessing regulators of pigmentation , Virador,V.M.;N.Kobayashi;J.Matsunaga;V.J.Hearing , Anal. Biochem. / v.270,pp.207-219,
    16. Cyclic AMP a key messenger in the regulation of skin pigmentation , Busca,R.;R.Ballotti , Pigment Cell Res / v.13,pp.60-69,

 저자의 다른 논문

  • 이승선 (3)

    1. 2005 "효모에서 분리한 멜라닌 생성 억제 물질의 세포분화 억제" 大韓化粧品學會誌 = Journal of the society of cosmetic scientists of Korea 31 (1): 25~33    
    2. 2006 "전극표면 연마 유니트를 이용한 전기화학적 COD측정용 센서의 개발" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 28 (4): 453~458    
    3. 2006 "무혈청 배지에서 계대배양한 비적응 CHO(Chinese Hamster Ovary) 세포의 증식력 개선에 관한 연구" 한국생물공학회지 = Korean journal of biotechnology and bioengineering 21 (4): 248~254    
  • 최태부 (44)

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