Analysis of Relationship Between Spermatozoa Ability and Reactive Oxygen Species in Porcine: I. Sperm Preincubation by Xanthine and Xanthine Oxidase

박춘근,정희태,김종흥,이상찬,양부근,김정익,Park, C.K.,Cheong, H.T.,Kim, J.H.,Lee, S.C.,Yang, B.K.,Kim, C.I. The Korean Society for Reproductive Medicine 1998 Clinical and Experimental Reproductive Medicine Vol.25 No.3

The objective of this study was to test the effect of catalase on penetration in vitro by spermatozoa preincubated with xanthine and/or xanthine oxidase. The penetration rates were, significantly (p<0.05) higher in spermatozoa preincubated without (66 and 38%) than with (40 and 15%) catalase for 0 and 30 min. When spermatozoa were preincubated and inseminated in medium with xanthine, the penetration rates were significantly higher (p<0.05) in medium with (68, 70 and 49% for 0, 30 and 60 min) than without (33, 41 and 19% for 0, 30 and 60 min) catalase. However, in oocytes were' inseminated with spermatozoa pre incubated with or without catalase in the presence of xanthine oxidase, no decrease in penetrations rates were observed for up to 60 min of preincubation. In another experiment, the penetration rates were significantly (p<0.00l) higher in medium with (75, 55 and 52%) than without (14, 4 and 8%) catalase when oocytes were inseminated with spermatozoa preincubated for 0, 30 and 60 min in the presence of xanthine plus xanthine oxidase. On the other hand, The rate of polyspermy in oocytes penetrated in medium without catalase in the presence of xanthine or xanthine plus xanthine oxidase decreased with time of spermatozoa preincubation. However, no differences were observed in polyspermy rates in the medium with xanthine oxidase alone despite presence of catalase. These results indicate the advantages of spermatozoa pre incubated with xanthine plus xanthine oxidase in the presence of catalase to increase penetration potential and with suppressed polyspermy in porcine. 본 연구는 xanthine과 xanthine oxidase가 첨가된 배양액내에서 전배양된 돼지동결정액의 수정능력에 있어서 catalase의 영향을 검토하였다. 체외수정을 위한 기본 배양액내에서 0 또는 30분간 전배양한 정자는 catalase를 첨가 (40 및 15%)한 경우 보다는 무첨가 (66 및 38%)시 유의적으로 높은 정자침입율을 나타냈지만 (p<0.05), 배양액내에 xanthine을 첨가해 정자를 0, 30 및 60분간 전배양했을 때에는 catalase 무첨가 (33, 41 및 19%) 보다는 첨가시 (68, 70 및 49%) 유의적으로 높은 정자침입율이 인정되었다 (p<0.05). 그러나 xanthine oxidase를 첨가하여 정자의 전배양을 행하지 않은 경우는 catalase의 첨가 (13%) 보다는 무첨가 (51%)시 유의적으로 높은 정자침입율을 나타냈지만 (p<0.01), 전배양(30 및 60분)후에는 catalase의 존재유무와 정자전배양시간에 관계없이 매우 낮은 정자침입율 $(10\sim21%)$을 나타냈다. xanthine과 xanthine oxidase를 동시에 첨가하여 0, 30 및 60분간 정자를 전배양한 경우 catalase의 무첨가 (14, 4 및 8%)보다 첨가 (75, 55 및 52%)시 유의적으로 높은 정자침입율을 나타냈다 (p<0.001). 한편, 다정자침입율은 xanthine, xanthine+xanthine oxidase의 첨가시 정자전배양기간이 길어짐에 따라 감소하였으며, catalase의 첨가보다는 무첨가시 낮은 다정자침입율을 나타냈다. 본 연구의 결과로부터 xanthine과 xanthine oxidase를 동시에 첨가시 catalase의 존재는 정자의 전배양후에도 다정자침입을 억제하면서 수정능력의 유지를 위해 매우 효과적인 것으로 추측되었다.

용매별 감잎 추출물의 Xanthine Oxidase 저해효과

문숙희,이민경,채기수 한국식품영양학회 2001 韓國食品營養學會誌 Vol.14 No.2

시중에서 흔하게 구할 수 있고 즐겨 마시는 차로 이용이 되고 있는 감잎을 시료로 택하여 메탄올로 추출한 후 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올, 물 등으로 각각 분획하여 xanthine oxidase에 대한 저해 효과를 살펴보았다. 메탄을 추출물에서는 시료 2.0㎎/ml 첨가 시 78%의 높은 저해효과를 나타내었으며, 농도가 증가할수록 저해효과가 우수한 것으로 나타났다. 또한 메탄올 추출물을 농도별로 첨가하여 반응시간에 따른 저해효과를 살펴본 결과 반응시간 1분에 가장 급속한 저해효과를 나타내었으며 시간이 증가할수록 효소 저해율의 증가는 완만하였다. 한편 각 용매별 획분에서도 마찬가지로 농도가 증가할수록 xanthine oxidase에 대한 저해효과가 증가하였으며 특히 에틸아세테이트 획분에서는 2.0㎎/ml 첨가시 87%의 높은 저해율을 나타내어 xanthine oxidase에 대해 저해 효과가 가장 뛰어남을 알 수 있었다. 각 용매별 획분에 대하여 반응 시간별로 잔존하는 xanthine oxidase의 활성도는 에틸아세테이트 획분과 헥산 획분에서 가장 낮은 반면 물 획분에서 가장 높았으며, 각 획분 모두 반응시간 1분 안에 xanthine oxidase의 활성도가 급격히 감소되었고 그 이후 시간이 경과함에 따라서는 다소 완만한 감소를 나타내었다. The inhibitory effects of xanthine oxidase by the methanol extract and the solvent fractions obtained from persimmon leaves were investigated. The inhibition ratio of xanthine oxidase was 78% by addition of 2.0㎎/ml of the methanol extract. Among the solvent fractions, the ethylacetate fraction showed the strongest inhibitory effect against the xanthine oxidase, followed by the hexane fraction. The effect increased with addition of the ethylacetate fraction. At a concentration of 2.0㎎/ml of the ethylacetate fraction, 65% of the enzyme activity decreased within 1.0 min of incubation with xanthine oxidase. But the activity of xanthine oxidase did not decrease significantly by the length of the incubation time.

Allopurinol modulates reactive oxygen species generation and Ca²⁺ overload in ischemia-reperfused heart and hypoxia-reoxygenated cardiomyocytes

Kang, Seok-Min,Lim, Soyeon,Song, Heesang,Chang, Woochul,Lee, Sunju,Bae, Sang-mee,Chung, Ji Hyung,Lee, Hakbae,Kim, Ho-Gyoung,Yoon, Deok-Hyo,Kim, Tae Woong,Jang, Yangsoo,Sung, Jae-Mo,Chung, Nam-Sik,Hwan Elsevier 2006 european journal of pharmacology Vol.535 No.1

<P><B>Abstract</B></P><P>Myocardial oxidative stress and Ca<SUP>2+</SUP> overload induced by ischemia-reperfusion may be involved in the development and progression of myocardial dysfunction in heart failure. Xanthine oxidase, which is capable of producing reactive oxygen species, is considered as a culprit regarding ischemia-reperfusion injury of cardiomyocytes. Even though inhibition of xanthine oxidase by allopurinol in failing hearts improves cardiac performance, the regulatory mechanisms are not known in detail. We therefore hypothesized that allopurinol may prevent the xanthine oxidase-induced reactive oxygen species production and Ca<SUP>2+</SUP> overload, leading to decreased calcium-responsive signaling in myocardial dysfunction. Allopurinol reversed the increased xanthine oxidase activity in ischemia-reperfusion injury of neonatal rat hearts. Hypoxia-reoxygenation injury, which simulates ischemia-reperfusion injury, of neonatal rat cardiomyocytes resulted in activation of xanthine oxidase relative to that of the control, indicating that intracellular xanthine oxidase exists in neonatal rat cardiomyocytes and that hypoxia-reoxygenation induces xanthine oxidase activity. Allopurinol (10 μM) treatment suppressed xanthine oxidase activity induced by hypoxia-reoxygenation injury and the production of reactive oxygen species. Allopurinol also decreased the concentration of intracellular Ca<SUP>2+</SUP> increased by enhanced xanthine oxidase activity. Enhanced xanthine oxidase activity resulted in decreased expression of protein kinase C and sarcoendoplasmic reticulum calcium ATPase and increased the phosphorylation of extracellular signal-regulated protein kinase and p38 kinase. Xanthine oxidase activity was increased in both ischemia-reperfusion-injured rat hearts and hypoxia-reoxygenation-injured cardiomyocytes, leading to reactive oxygen species production and intracellular Ca<SUP>2+</SUP> overload through mechanisms involving p38 kinase and extracellular signal-regulated protein kinase (ERK) via sarcoendoplasmic reticulum calcium ATPase (SERCA) and protein kinase C (PKC). Xanthine oxidase inhibition with allopurinol modulates reactive oxygen species production and intracellular Ca<SUP>2+</SUP> overload in hypoxia-reoxygenation-injured neonatal rat cardiomyocytes.</P>

감잎 열탕 추출물 및 감잎 탄닌의 Xanthine Oxidase 저해 효과

문숙희,이민경 한국식품영양학회 1998 韓國食品營養學會誌 Vol.11 No.3

우리 나라에서 쉽게 구할 수 있고, 값이 저렴하여 대중적으로 널리 이용될 수 있는 감잎으로부터의 열탕 추출물과 함께 탄닌을 분리하여 xanthine oxidase 활성을 측정함으로써 감잎의 통풍 예방효과를 살펴보았다. 감잎의 열탕 추출물을 농도별로 첨가하여 xanthine oxidase 저해효과를 살펴본 결과 열탕 추출물의 농도가 증가할수록 저해효과가 증가하여 20mg 첨가시 82.4%의 높은 저해효과를 나타냈으며, 감잎탄닌도 감잎의 열탕 추출물과 마찬가지로 농도에 비례해서 xanthine oxidase 저해효과가 증가하는 것으로 나타났다. 한편 감잎 열탕추출물 및 감잎 탄닌은 xanthine oxidase에 대한 경쟁적 저해를 하는 것으로 나타났다. The influence of hot water extracts and tannin obtained from persimmon leaves on xanthine oxidase were investigated. Above two samples had higher inhibitory effects against xanthine oxidase, and the effects were increased with addition of the samples. The inhibition ratio of xanthine oxidase by hot water extracts and tannin obtained from persimmon leaves was 92.4% and 92.1% by addition of 2.0mg/ml of the hot water extracts and the tannin, respectively. The inhibitions by the hot water extracts and the tannin were of competitive mode with respect to xanthine as a substrate.

화살나무 추출물의 항산화 활성 및 생물학적 특성

서경수,임종국,박재호,김충현,정규영,정형진 한국생명과학회 2003 생명과학회지 Vol.13 No.1

화살나무의 부위별 추출물로부터 항산화 활성 및 HL-60 세포를 이용한 생물학적 특성을 조사해 본 결과는 다음과 같았다. 화살나무 추출물의 부위별 DPPH free radical scavenging 활성은 잎, 날개, 뿌리, 종자, 줄기순으로, xanthine oxidase 억제 활성은 잎, 뿌리, 날개, 종자, 줄기 순으로 높았다 LH-20 column chromatography를 통한 정제 후의 DPPH 및 xanthine oxidase 억제활성은 잎과 줄기 추출물에서는 LH-4 분획이, 뿌리 추출물에서는 LH-5 분획이 가장 높은 활성을 나타내었다. 특히, 줄기 추출물에서 LH-4 분획물의 DPPH 및 xanthine oxidase 억제가는 각각 2.38 ${\mu}g$/$m\ell$, 5.32 ${\mu}g$/$m\ell$로 높은 활성을 나타내었다. 정제된 추출물들의 주된 화합물은 polyphenolic 화합물로 동정되었다. 생육시기간에 부위별 POD 활성은 5월의 뿌리 및 9월의 잎 조 추출물에서 가장 높았고, SOD 활성은 5월과 9월의 줄기에서만 나타났다. POD 동위효소 패턴은 잎과 줄기간에는 비슷하였으나, 뿌리에서는 다양하게 나타났다. SOD 동위효소 패턴은 POD와 비슷한 경향을 나타내었다. HL-60 세포의 증식에 대한 화살나무의 정제된 추출물은 대조구에 비해 높은 억제능을 나타내었다. Antioxidant activity and biological properties in the MeOH extracts from different plant parts of Euonymus alatus (THNUB.) were measured by DPPH free radical scavenging ability and inhibition ability against xanthine/xanthine oxidase and proliferation in HL-60 cells. DPPH free radical scavenging activities in extracts of plant parts were high such as leaf, wing, root, seed and stem, respectively. The EtOAc fractions of plant parts were purified through LH-20 column chromatography and identified by GC/MS. LH-4 fraction and LH-5 fraction of leaf, stem and root showed stronger activities than other fractions in the inhibitor activity of DPPH and xanthine/ xanthine oxidase. $IC_{50}$ values of LH-4 fraction eluted from stem extracts showed such as 2.38 and 5.32 in DPPH and xanthine/ xanthine oxidase assay. Polyphenolic compounds were identified in purified LH-20 fractions showed highest $IC_{50}$ value in DPPH and xanthine/xanthine oxidase assay The activity of POD according to sampling time was high in root harvested in May and leaf harvested in September, respectively. The activity of SOD showed only in the extracts of stem in plant parts. SOD and POD in leaf were similar in the patterns of isozyme to those of stem. The purified extracts from Euonymus alatus (THNUB.) exerted inhibition ability of proliferation in HL-60 cells.

약용식물 추출물의 xanthine oxidase 활성 저해 효과

도재호,곽정원,노정진,이광승,김동청 한국응용생명화학회 2019 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.62 No.3

This study was performed to certify the inhibitory effect of aqueous extracts from sixty-seven medicinal plants on the activity of xanthine oxidase in vitro. Among the sixty-seven medicinal plants, Scutellaria baicalensis Georgi, Citrus aurantium L., Polygonum multiflorum Thunb., Pueraria thunbergiana (Sieb. et Zucc.) Benth., Citrus unshiu Marcor., Rubus coreanus Miquel, Camellia sinensis L., and Poncirus trifoliata Raf. were regarded as effective anti-gout sources. The active substances of P. multiflorum root extract were very stable at pH 2.0 and high temperatures. Xanthine oxidase activity was proportionally inhibited when concentrations of P. multiflorum extract increased. The aqueous extract from P. multiflorum root at a concentration of 2.0 mg/0.1 mL inhibited xanthine oxidase by 73.8%. 약용식물 67종의 생리활성 부위를 대상으로 열수 추출물이 in vitro에서 xanthine oxidase의 활성에 미치는 효과를 확인하였다. 약용식물 중에서 황금, 지각, 하수오, 갈근, 청피, 복분자, 녹차및 지실 추출물은 xanthine oxidase의 활성을 강력하게 저해하여 항통풍 천연소재로서의 활용 가능성이 높게 나타났다. 하수오 뿌리 추출물은 열과 pH에 대한 안정성이 우수하였고, 농도에 비례하여 xanthine oxidase의 활성을 저해하였다. 하수오 추출물은 2.0 mg/0.1 mL의 농도에서 xanthine oxidase에 대해73.8%의 저해 효과를 나타내었다.

마른진흙버섯 자실체의 Xanthine Oxidase, Cholinesterase 및 염증 저해 효과

윤기남 ( Ki Nam Yoon ),장형석 ( Hyung Seok Jang ) 대한임상검사과학회 2018 대한임상검사과학회지(KJCLS) Vol.50 No.3

본 연구에서는 마른진흙버섯 자실체를 메탄올과 열수를 이용해 추출한 물질의 anti-xanthine oxidase, anti-cholinesterase 및 염증 저해 효과에 대한 연구를 수행하였다. 마른진흙버섯 자실체의 메탄올 추출물과 열수 추출물의 xanthine oxidase에 대한 저해효과는 양성대조군으로 사용한 allopurinol과 대등하게 높은 효과를 나타냈다. Acetylcholinesterase에 대한 메탄올 추출물의 1.0∼2.0 mg/mL 농도에서의 저해활성은 양성대조군인 galanthamine과 유사하게 높았지만 butyrylcholinesterase에 대한 메탄올과 열수 추출물의 저해활성은 양성대조군에 비해 실험에 사용한 모든 농도범위에서 유의하게 낮았다. PC-12 세포에 glutamate의 처리에 의해 유도된 독성은 40 mg/mL와 100 mg/mL 농도의 메탄올 추출물과 100 mg/mL 농도의 열수 추출물의 처리에 의해 크게 완화되어 PC-12 세포의 생존율이 유의하게 증가하는 것이 관찰되었다. 마른진흙버섯의 메탄올과 열수 추출물의 염증 저해 실험에서 RAW 264.7 대식세포에 메탄올 추출물을 2.0 mg/mL 농도로 처리하고 염증을 매개하는 LPS를 추가로 투여한 후 RAW 264.7 세포에 생성되는 NO를 측정한 결과, 양성대조군에 비해 3.37배 높은 저해효과를 나타냈고, 처리한 자실체 메탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 생성된 NO의 양이 현저하게 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 기염제인 carrageenan에 의해 흰쥐 뒷발에 유도된 부종 저해 실험에서는 투여한 버섯 추출물의 농도가 증가함에 따라 흰쥐의 뒷발에 유도된 부종의 용적이 농도 의존적으로 감소하는 경향을 나타냈다. 따라서 마른진흙버섯 자실체에 함유된 물질은 acetylcholinesterase과 butyrylcholinesterase 등의 cholinesterase에 대한 저해작용과 glutamate에 의해 유도된 PC-12세포의 독성을 완화하고 또한 염증을 저해하는 효과를 나타내 기억력이 감퇴되는 초기 알츠하이머병과 염증을 완화하는 천연 소염제로의 이용이 가능할 것으로 사료된다. Phellinus gilvus is a medicinal mushroom used that has been used in folk medicine in Asian countries for centuries. The aim of this study was to investigate the anti-xanthine oxidase, anti-cholinesterase, and anti-inflammatory activities of methanol (ME) and hot water (HW) extracts prepared from fruiting bodies of Ph. gilvus. ME and HW had good anti-xanthine oxidase (XO) activities compared to allopurinol, an inhibitor of xanthine oxidase. ME showed comparable and slightly lower inhibitory activity against acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE), respectively, than galanthamine, a standard AChE and BChE inhibitor. ME also showed a protective effect against glutamate-induced cytotoxicity at 40 mg/mL and 100 mg/mL in PC-12 cells. ME (0.5∼2.0 mg/mL) significantly inhibited nitric oxide (NO) production in RAW 264.7 murine macrophage cells stimulated with lipopolysaccharide (LPS). Carrageenan-induced hind-paw edema in rats was significantly reduced 2∼6 hr after treatment with 50 mg/kg of ME, which was comparable to administration of 5 mg/kg of indomethacin, the positive control. These results demonstrate that ME and HW of Ph. gilvus fruiting bodies possess good anti-xanthine oxidase, anti-cholinesterase, and anti-inflammatory activities.

Aspergillus sp. F184가 생산하는 Xanthine Oxidase 저해제에 관한 연구

박시형,윤상웅,박정민,옥승호,유주현,배동훈 한국산업미생물학회 2000 한국미생물·생명공학회지 Vol.28 No.2

통풍과 oxygen free radical의 독성에 관여하는 xanthine oxidase에 대한 새로운 저해물질의 탐색 및 개발을 목적으로 본 연구에서 선택분리한 Aspergillus sp. F184가 생산하는 저해물질을 분리·정제하고 구조를 결정하였으며 효소저해활성을 조사하였다. 본 균주를 배양 후 배양액을 여과하여 균체와 배양액을 분리하고 균체를 acetone으로 추출하고 감압농축하고 남은 수용액층을 배양액과 합쳐 HP-20 adsorption column chromatography, ethyl acetate추출, silica gel column chromatography, 결정화 등을 실시하여 xanthine oxidase에 대한 저해물질을 분리, 정제하였다. 본 저해물질의 구조를 NMR 및 MS 스펙트럼을 측정하여 분석한 결과 5,6-epoxy-2-hydroxy-3-methyl-2-cyclohexene-1,4-dione으로서 terreic acid로 동정되었다. Terreic acid의 xanthine oxidase에 대한 저해활성을 조사한 결과 IC_50가 1.1×10 exp (-7) M로서 기존의 저해제인 allopurinol과 유사하였다. 이에 terreic acid에 의한 xanthine oxidase 저해활성은 보고된 바가 없기에 새로운 통풍치료제로서의 가능성이 있음을 보고한다. Aspergillus sp. F184 was isolated from soil for the development of new xanthine oxidase inhibitor. This xanthine oxidase inhibitor was sequentially purified by filtration, HP-20 adsorption column chromatography, ethyl acetate extraction, silica gel column chromatography and crystallization, and was named as YUX 104. YUX 104 was identified to be 5,6-epoxy-2-hydroxy-3-methyl-2-cyclohexene-1,4-dione(terreic acid) by NMR and mass spectroscopic sudies.

수원 5호 메밀 채소 추출물의 유리라디칼 소거 및 Xanthine Oxidase 활성 저해

김영순,조정순,서형주,Kim, Young-Soon,Cho, Jung-Soon,Suh, Hyung-Joo 한국응용생명화학회 1997 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.43 No.2

메밀 채소 아세톤 추출물을 각 용매로 분획시 회수율은 헥산이 57%로 가장 높은 회수율을 보였으며, 페놀 성분의 양은 아세트산에틸과 1-부탄올 분획이 47.96 mg/ml과 44.02 mg/ml로 높은 함량을 보였다. 수소 공여능은 부탄오 분획이 가장 높았으며, 에테르, 헥산 순으로 나타났다. 과산화지질의 형성 억제능은 기질로 리놀레산을 사용하여 자외선 조사에 대한 산화 억제능으로서 검토하였다. 과산화지질의 형성 억제능은 부탄올과 헥산 분획에서는 0.9% 첨가시 1시간 조사한 결과 65%와 57%의 억제능과 2시간 조사시 75%와 60% 억제능을 보였다. 초과산화물음이온 라디칼 소거 활성의 측정은 xanthine/xanthie oxidase를 이용한 superoxide dismutase 활성 측정법을 이용하였다. 각 분획의 초과산화물음이온 라디칼 소거 활성은 부탄을 분획은 392.6 U/mg으로 가장 높은 SOD의 활성, $IC_{50}$값은 $2.5\;{\mu}g$으로 가장 낮은 값을 보임에 따라 다른 분획에 비해 초과산화물음이온 라디칼 소거능력 이 가장 높았다. 또한 각 분획의 spectrophotogram을 검토한 결과 부탄올 분획은 메밀의 활성 성분인 rutin과 유사한 spectophotogram을 보였다. 초과산화물음이온 라디칼 소거능과 rutin 함량이 밀접한 관계가 있음을 확인하였으며, 각 분획의 xanthine oxidase의 활성 저해는 $IC_{50}$값이 $3.1\;{\mu}g$을 보인 부탄올 분획의 저해효과가 가장 높았다. To examine the characteristics of the antioxidative property of Buckwheat components, acetone extracts from a buckwheat, Suwon 5, was fractionated using five solvents. Hexane, ethylacetate, ether, butanol and water fractions were obtained. Butanol fraction showed the greatest electron donating ability and inhibitory effect on lipid peroxidation. It also showed the most excellent activity in the superoxide radical scavenging activity by xanthine/xanthine oxidase-cytochrome c reduction system. Spectrophotogram of butanol fraction was similar to that of rutin. Superoxide radical scavenging activity was related to the contents of rutin. Inhibitory effect of each fraction on xanthine oxidase was also measured. Butanol fraction had the strongest inhibitory effect on xanthine oxidase and $IC_{50}\;was\;3.1\;{\mu}g$. The inhibition type of butanol fraction on xanthine oxidase turned out to be a mixture of the uncompetitive and non-competitive modes.

횐쥐 담즙울체간의 항산화 효소들의 활성도

문교철,곽춘식 大韓消化器病學會 1997 大韓消化器病學會誌 Vol.30 No.1