본문내용
1. 항산화 효과 실험
1.1. 실험 목적
조직에서 단백질과 기타 소분자 물질의 분리 방법을 익히고, DPPH 항산화 효과 측정법을 익히며, 각 조직의 항산화 효과를 비교 분석하는 것이 실험 목적이다.
활성산소는 산소 원자를 포함한 화학적으로 반응성 있는 분자로, 반응성이 강하고 다른 유기물과 반응하는 물질이다. 활성산소는 세포 조직을 공격하고 세포를 손상시키는 산화력이 강한 산소이다. 항산화 효과는 활성산소의 발생을 저지하거나 소거하는 능력이다. DPPH는 안정된 자유 라디칼 분자로 구성된 어두운 색의 결정성 분말로, 일정량의 시료 용액과 반응하면 DPPH의 라디칼이 감소하는 정도를 측정하여 간접적으로 시료의 항산화 활성을 측정할 수 있다.
실험에서는 마우스의 간, 뇌, 비장 및 근육 조직을 분리하여 RIPA buffer로 균질화한 후 단백질 분획을 얻는다. 양성대조물질로 0.1% Vitamin C 용액을 제조한다. 각 조직 단백질 분획을 1 μL와 5 μL 농도로 Tris-HCl buffer와 DPPH 용액과 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하여 항산화 효과를 평가한다.
실험 결과 분석 결과, 간 조직과 뇌 조직에서 의미 있는 항산화 효과가 관찰되었으나, 비장 조직과 근육 조직에서는 유의미한 결과를 얻지 못했다. 이는 조직 내 다양한 단백질의 간섭 때문인 것으로 추정된다. 1X 농도의 조직 단백질 분획이 Vitamin C보다 높은 흡광도를 나타낸 것은 단백질 이외의 다른 물질의 영향으로 보인다. 향후 DPPH를 넣지 않고 조직 추출물만으로 실험을 진행하여 이를 확인할 필요가 있다.
종합적으로 이번 실험에서는 조직 내 단백질 외 성분들의 간섭으로 인해 정확한 항산화 효과 비교가 어려웠다. 실험 설계 시 이러한 오류 요인을 고려하고 최적의 실험 조건을 구현해야 할 것으로 보인다.
1.2. 실험 이론 및 원리
1.2.1. 활성산소
Free radical은 유리기라고도 하며 비공유 홀전자를 가진 독립적으로 존재하는 화학종이다. 호흡을 통하여 체내로 유입된 산소가 에너지를 합성하는 과정에서 불안정한 상태로 변하여 유해산소로 변형된 것이다. 어떤 원인으로든 짝을 잃었을 때, 안정된 상태를 유지하기 위해 다른 분자로부터 전자를 획득하려고 한다. Free radical은 화학적인 활성이 매우 높고 비공유 활성 전자를 가지고 있어서 Free radical에 전자를 빼앗긴 분자는 구조적으로 파괴되고 변형된다. 일반적으로 불안정하고 몸에 Free radical이 있으면 퇴행성 질환이나 암의 원인이 된다고 할 수 있다. Free radical은 연소, 대기화학, 중합, 플라스마 화학, 생화학 등 많은 화학 과정에서 중요한 역할을 한다.
활성산소는 산소 원자를 포함한, 화학적으로 반응성 있는 분자로 반응성이 강하고 다른 유기물과 반응하는 물질이다. 생물체내에서 생성되는 산소의 화합물로 생체 조직을 공격하고 세포를 손상시키는 산화력이 강한 산소이다. 산소가 4개의 전자를 받으면서 독성이 없는 H2O를 만드는 도중에 생겨나는 부산물이다. 반응성이 높은 활성산소는 세포에 독성을 일으킬 수 있지만, 건강한 정상 세포 내에서는 대부분 분해되어 제거된다. 세포 내에서 ROS는 생성과 소멸의 균형에 의하여 일정 소량의 활성산소의 양이 존재하고, 이를 통해서 생리현상을 유도한다. 활성산소의 농도는 자외선이나 높은 열에 노출되는 것처럼 환경적인 스트레스로서 급증할 위험이 존재하며 이것이 세포구조를 손상시킬 수 있다.
활성산소의 증가 원인에는 흡연, 음주, 스트레스, 자외선, 과격한 운동, 화학물질 등이 있다. 흡연의 경우 담배의 독성물질이 몸에 들어가면 이를 제거하려는 활성산소가 생기는데 이 경우 많은 악영향이 발생한다. 음주는 활성산소의 공격으로 간에 무리가 가고 몸에 필요한 성분을 없애며 흡수를 방해한다. 과도한 스트레스 또한 활성산소 발생을 증가시켜 혈액의 콜레스테롤을 산화시켜 동맥경화를 일으킬 수 있다. 자외선의 경우 오존층 파괴로 자외선이 증가함에 따라 활성산소 발생량이 많아져 기미, 주근깨, 피부암이 증가하는 원인이 된다. 과격한 운동은 산소소비 증가로 활성산소 발생량이 늘어나 건강을 해칠 수 있다. 또한 농약, 합성세제, 항암제 등 각종 화학물질 또한 활성산소 증가의 원인이 된다.
활성산소가 관여하는 질병으로는 염증반응, 혈액순환장애, 노화, 동맥경화, 자가 면역 증상, 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 백내장, 자외선 노출로 인한 피부 손상, 치매, 천식 등이 있다. 따라서 활성산소의 발생을 억제하고 제거하는 것이 중요한 과제라고 할 수 있다.
1.2.2. 항산화 효과
항산화 효과는 활성산소의 발생을 저지하거나 소거하는 능력이다. 항산화제는 산화를 방지하는 물질을 가리키는 것으로 항산화 활성을 갖고 있는 물질이다. 생체 내에서의 산화반응은 주로 radical이 관여하는 연쇄 반응을 통해서 이루어지며, 궁극적으로는 세포에 피해를 주게 된다. thiol이나 아스코르브산(비타민 C)과 같은 항산화제는 이처럼 radical 연쇄 반응을 끝내는 효과가 있다. 항산화제는 ...
