인류의 생활수준 향상으로 인하여 인간 생활의 삼대요소인 의식주뿐 아니라, 개인의 미용에도 많은 관심이 쏟아지고 있다. 그 중에서도 주름개선과 미백이 기능성 화장품의 주된 관심 키워드로 떠오른다. 주름개선과 미백의 대표적인 기능성 물질로는 adenosine, niacinamide, arbutin, retinol 등의 고시 원료가 있다. 이러한 물질들은 널리 사용되고 있으나 함량에 따라 발암성이나 독성과 같은 피부 및 제형 안정성의 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 천연소재가 가지고 있는 생체 안정성과 다양한 생리활성 기능을 가지며, 이와 동시에 동식물 보호 및 고갈될 수 있는 자연 산물이 보호되는 소재의 개발이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서 제시하는 소재는 가잠 누에(Bombyx mori L.)의 변태 과정에서 착안한 실크 펩타이드(Silk peptide)의 구성 성분이며, 이는 천연 보습인자와 유사한 아미노산 조성을 띄어 생체 모방 펩타이드로 불리는 Tetrapeptide-51이다. 피부 세포의 생성과 재생에 중요한 역할을 하며, 피부의 수분 유지를 돕는 비타민인 비오틴과 미백을 돕는 트라넥사믹애씨드를 Tetrapeptide-51의 유도체로 결합하여 주름개선 및 미백효과 기능성 소재로 합성하여, 본 연구에서는 Tetrapeptide-51 유도체를 원료로 사용한 화장품을 개발하려고 한다.
Biotinoyl tetrapepide-51은 광노화로 인한 세포 사멸을 억제하였으며, 1 MED 조사보다는 2 MED에서 세포 사멸을 가장 억제하는 것으로 나타났다. 지질과산화물 생성 억제 효과를 분석한 결과 50 uM, 100 uM에서 지질과산화물 함량을 감소시킨 것으로 나타났다. 활성산소종(ROS) 생성 억제효과와 산화로 인한 피부세포 파괴 또는 보호에 관여하는 유전자 발현에 대한 효과는 콜라겐(collagen-1) 분해를 하는 효소 MMP-1(Matrix metalloproteinase-1)가 Biotinoyl tetrapepide-51 처리에 의해 발현이 감소하는 것으로 나타나며, 반면에 타입I 콜라겐(collagen-1)의 발현량은 Biotinoyl tetrapepide-51 처리에 의해 증가하는 것으로 나타났다. 종양괴사인자-알파(tumour necrosis factor-α, TNF-α)는 Biotinoyl tetrapepide-51 처리로 발현이 감소하는 것으로 나타났으며, NO(염증매개물질)를 생성하는 iNOS의 발현 또한 Biotinoyl tetrapepide-51 처리로 현저히 낮은 수준으로 발현됨을 알게 되었다. 자외선에 대한 노출로 인해 생기는 산화적 스트레스를 제거하는 효소 수퍼옥사이드 디스뮤타아제(superoxide dismutase, SOD)는 Biotinoyl tetrapepide-51 처리로 발현이 증가함을 발견하게 되었다.
또 다른 유도체인 Tranexamoyl Tetrapeptide-51의 미백유효성을 평가하기 위한 세포 내 멜라닌 생성 저해 시험(Melanogenesis inhibition assay)에서 0.50 % 처리한 농도군이 최대 86.54 ± 4.16 % 의 세포 내 멜라닌 생성 저해가 관찰되었다.
이 결과, 광노화 및 멜라닌 생성 억제가 우수한 피부 친화적 천연물 소재인 누에고치의 단백질 구조를 분석하여, 합성을 통해 수율 확보 및 동식물 보호와 함께 안정성까지 고려된 Tetrapeptide-51 유도체를 이용 및 개발할 수 있으며, 더 나아가 화장품 주름개선 및 미백 소재로 사용 가능함을 제시하여 화장품 산업의 가치 창출을 할 수 있을 것으로 기대한다.