Lignin과 hemicellulose의 IQ에 의한 돌연변이 억제에 관한 연구

Abstract

식이 섬유소의 항암효과기전을 설명하기 위한 연구의 일부로 불용성 섬유소인 lignin 및 수용성 섬유소인 hemicellulose와 단백질 식품의 가열조리 중 생성되는 변이 원성 물질인 IQ간의 흡착작용에 의한 in vitro 돌연변이 억제활성을 Salmonella typhimurium 균주를 사용한 reversion assay를 통해 살펴 보았다. 특히 본 연구에서는 식품섭취 후 식품성분들이 접하게 되는 생체장관 조건을 맞추기 위해 섬유소와 IQ를 pH 5.4, 2.1과 6.6 순서로 각각 30분씩 미리 배양하였고 각 pH에서 일정량을 취하여 돌연변이 활성을 측정하였다. IQ는 0.01㎍/plate 농도에서 약 100~200 revertants를 생산하는 것으로 나타났다. 그러나 IQ가 pH 2.1에서 30분간 배양된 후에는 그 돌연변이활성이 없어지는 것으로 나타났고 pH 5.4와 6.6의 조건에서는 lignin과 hemicellulose의 농도에 비례하여 돌연변이 억제활성을 보였다. 한편 같은 농도와 pH 조건에서 lignin과 hemicellulose의 항돌연변이 효과는 유사한 것으로 나타났고 단, pH 5.4에서 200㎍의 hemicellulose가 pH 6.6에서는 100㎍의 hemicellulose가 같은 농도의 lignin에 비해 그 억제활성이 통계적으로 유의하게 높은 것으로 나타났다. 섬유소와 IQ 배양시의 pH에 따른 항돌연변이효과는 lignin의 경우 농도 100 및 200㎍과 hemicellulose의 경우는 200㎍의 농도에서 에서 pH 5.4일 때 pH 6.6일 때 보다 그 효과가 유의하게 큰 것으로 나타났다.

Different concentrations of lignin and hemicellulose were preincubated with 0.01㎍ of 2-amino-3-methylimidazo[4,5-f]quinoline(IQ) at simulated gastrointestinal pH conditions. The Ames Salmonella assay using Salmonella typhimurium TA98 was performed to detect any changes in the mutagenicity of IQ in the presence of lignin or hemicellulose. IQ revealed very weak or no mutagenicity when it was preincubated at pH 2.1. However, there was a dose-dependent inhibition of IQ mutagenicity in the presence of lignin or hemicellulose at pH 5.4 and 6.6. The antimutagenic activities of fibers were not different from each other. Also, at lower concentrations of fibers, pH 5.4 was more effective in suppressing IQ mutagenicity, while 300㎍ of lignin or hemicellulose significantly reduced the mutagenicity of IQ regardless of pH conditions. These results suggest that at gastrointestinal pH conditions, both soluble and insoluble fibers inhibit mutagenicity of IQ by adsorption. Therefore, a possible mechanism for protective effect of fibers against cancer is due to their adsorption to mutagens in the gastrointestinal tract, and pH seems to be an important factor in the regulation of interactions between the fiber and mutagens.