Purification of Complement System-Activating Polysaccharide from Hot Water Extract of Young Stems of Cinnamomum cassia Blume

계지(桂枝) 열수추출물로부터 보체계 활성화 다당의 정제

A complement system-activating (anti-complementary) polysaccharide was purified from the hot water extract of young stems of Cinnamomum cassia Blume. Crude polysaccharide fraction (CC-1) was prepared from the hot water extract of the young stems followed by methanol-reflux, precipitation with ethanol, dialysis, and lyophilization. The anti-complementary activity of CC-1 was decreased greatly by periodate oxidation, but was not changed by pronase digestion. These suggest that carbohydrate moiety may be related to the activation of complement system. According to its ionic strength CC-1 was fractionated first using cetavlon to give 4 fractions, CC-2, 3, 4 and 5. Among them CC-2 fraction was found to retain the highest activity and yield. CC-2 was separated to an unabsorbed neutral sugar portion (CC-2-I) and seven absorbed acidic sugar fractions $(CC-2-II{\rightarrow}CC-2-VIII)$ on DEAE-Toyopearl 650C (Cl-). CC-2-III showing higher anti-complementary activity and yield than those of other fractions, was further purified on the gel permeation of Sephadex G-100 and Sepharose CL-6B to CC-2-IIIa-3. CC-2-IIIa-3 was determined to have a homogeneity hy GPC (Sepharose CL-6B) and HPLC. Gel chromatography using standard dextrans gave a value of $2.4{\times}10^5$ for the molecular weight. The purified polysaccharide, CC-2-IIIa-3 consisted of arabinose, xylose, glucose, galactose, galacturonic acid and glucuronic acid in a molar ratio of 5.56 : 3.77 : 1.87 : 1.00 : 5.12 : 3.13 and contained no nitrogen.

계피나무의 어린가지인 계지의 열수추출물에서 높은 보체계 활성효과(항보체 활성)를 발견하여 대량으로 열수추출한 추출물(CC-O)에 대하여 메탄올 환류, 에탄올 침전, 투석, 동결건조를 실시하여 메탄올과 에탄올에 비가용성인 고분자 획분(CC-1)에서 증가된 활성을 보였다. 60.3%의 당과 32.8%의 단백질로 구성되어 있는 CC-1 획분에서 보체계 활성화 본체를 파악하기 위하여 pronase처리에 의한 단백질 분해 및 periodate를 이용한 다당부위를 선택적으로 산화시킨 후, 각각의 활성을 조사한 결과 pronase 처리한 CC-1에서는 보체계활성 효과를 그대로 유지한 반면, CC-1의 periodate 산화물은 CC-1에 비하여 활성이 50% 이하로 감소한 사실로부터 보체계 활성화 물질이 다당임을 확인하였다. CC-1을 양이온 계면 활성제인 cetavlon으로 처리 후 CC-2, CC-3, CC-4 및 CC-5의 4획분으로 분리하였으며 수율과 활성이 가장 높은 CC-2분획을 음이온 교환 수지인 DEAE-Toyopearl 650C column에 흡착시켜 비흡착획분(CC-2-1)과 7개의 흡착획분$(CC-2-II{\rightarrow}CC-2-VIII)$으로 분획하였다. 이 중 0.2 M NaCl로 용출된 CC-2-III 획분을 Sephadex G-100 및 Sepharose CL-6B 겔여과 크로마토그래피를 행하여 주요 활성다당체인 CC-2-IIIa-3를 최종적으로 정제하였다. HPLC상에서 거의 순수한 단일 peak로 확인된 CC-2-IIIa-3는 41.1%의 산성당을 함유하는 산성다당체로서 분자량은 240,000으로 확인되었다. CC-2-IIIa-3의 항보체 활성$(ITCH_{50})$은 1 ㎎/ml의 농도에서 대조군의 94%를 나타내었으며 구성당 조성은 arabinose, xylose, glucose, galactose, galacturonic acid 및 glucuronic acid가 5.56 : 3.77 : 1.87 : 1.00: 5.12 : 3.13의 비율로 존재하였다.