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天然抗酸化剤による生体老化防御のスピンダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 15087104
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関愛媛大学

研究代表者

向井 和男  愛媛大学, 理学部, 名誉教授 (70036193)

研究分担者 長岡 伸一  愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (30164403)
小原 敬士 (小原 啓士)  愛媛大学, 理工学研究科, 助手 (10284390)
田嶋 邦彦  京都工芸繊維大学, 繊維学部, 教授 (50163457)
美藤 正樹  九州工業大学, 工学部, 助教授 (60315108)
研究期間 (年度) 2003 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
40,800千円 (直接経費: 40,800千円)
2006年度: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
2005年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
2004年度: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
2003年度: 11,900千円 (直接経費: 11,900千円)
キーワードビタミンE / カテキン類 / フラボン類 / ユビキノール / 一重項酸素 / フリーラジカル / 活性酸素 / 抗酸化活性 / フランボン類 / 一重工酸素 / 天然抗酸化剤 / フェルダジルラジカル / 磁気伝導体
研究概要

人の老化は活性酸素・フリーラジカルと脂質、蛋白、核酸などの分子との反応によって引き起こされる。生体内には、ビタミンE(α-,β-,γ-,δ-Tocopherol, TocH)、ユビキノール-10、ビタミンC、ポリフェノール類(フラボン類、カテキン類)などの、種々の抗酸化剤が存在し、活性酸素・フリーラジカルを速やかに消去し、老化を防いでいる。本研究においては、上記の抗酸化剤について、i)フリーラジカル消去作用、ii)ビタミンEラジカル還元・再生作用、iii)一重項酸素(^1O_2)消去作用の速度論的研究を行ない、種々の興味ある結果を得た。以下にその主な例を示す。
1)Stopped-Flow分光光度計を用い、ミセル溶液中でビタミンE(α-,β-,γ-,δ-tocopherol)とユビキノールのAroxylラジカル消去速度(k_s)をpHを変えて測定した。k_sの値と種々の組織中の濃度の積の値を比較し、心臓、筋肉、臓、腎臓、脳のミトコンドリア中ではユビキノールが、血清中ではビタミンEがラジカル消去の高い活性を示すことを明らかにした。
2)Endoperoxideから発生させた^1O_2と、7種のフラボン誘導体、4種のカテキン類との反応を行い、これらのポリフェノール類がビタミンEに匹敵する速い^1O_2の消去速度(k_Q)を有することを明らかにした。k_Qの値が、脂質、蛋白、核酸に比べて速いことから、ポリフェノールが植物や食物の光劣化を防御していることを明らかにした。
3)ビタミンEの抗酸化反応によって生じるEラジカル(α-Toc・,β-Toc・,γ-Toc・,δ-Toc・)の生成・消滅反応の追跡を行なった。これらの反応に関与する反応式、すなわち、3元連立微分方程式の解を、4次のRunge-Kutta法を用いて求め、実測値との比較から、生成・消滅反応の速度(k_f and 2k_d)を求めることに成功した。Eラジカルの消滅は何れも2分子反応によって起こることが明らかになった。得られた結果から、ビタミンEラジカル類の生成・消滅ダイナミクス機構について詳細な検討を行った。
4)Double-Mixing Stopped-Flow分光光度計を用い、生体中における老化防御のKey反応として知られる、ビタミンCによるビタミンEラジカル(α-Toc・,β-Toc・,γ-Toc・)の再生反応速度(尾)を求めることに初めて成功した。k_rに及ぼす重水素置換効果を測定し、このような速い反応にはトンネル効果が寄与しないことを明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (31件) 図書 (3件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Kinetics of Vitamin E Regeneration by Water-Soluble Antioxidants in Micellar Dispersions2007

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai, T.Isozaki, S.Nagaoka
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. (in press)

    • NAID

      10019527564

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure-Activity Relationship of the Free-Radical-Scavenging Reaction by Vitamin E (〓-, 〓-, 〓-, 〓-tocopherol) and Ubiquinol-10 : pH Dependence of the Reaction Rates2007

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai, A.Tokunaga, S.Itoh, Y.Kanesaki, K.Ohara, S.Nagaoka, K.Abe
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B. 111

      ページ: 652-662

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kinetics of Vitamin E Regeneration by Water-Soluble Antioxidants in Micellar Dispersions2007

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai*, T.Isozaki, S.Nagaoka*
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. (in press)

    • NAID

      10019527564

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure-Activity Relationship of the Free-Radical-Scavenging Reaction by Vitamin E (α-, β-, γ-, δ-tocopherol) and Ubiquinol-10 : pH Dependence of the Reaction Rates2007

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai*, A.Tokunaga, S.Itoh, Y Kanesaki, K.Ohara, S.Nagaoka, K.Abe
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B. 111

      ページ: 652-662

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure-Activity Relationship of the Free-Radical-Scavenging Reaction by Vitamin E (α-, β-, γ-, δ-tocopherol) and Ubiquinol-10 : pH Dependence of the Reaction Rates2007

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B. 111

      ページ: 652-662

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetics of the reaction by which natural vitamin E is regenerated by vitamin C2007

    • 著者名/発表者名
      S.Nagaoka
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lipids. 146

      ページ: 26-32

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetics of Vitamin E Regeneration by Water-Soluble Antioxidants in Micellar Dispersions2007

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.(2007) (in press)

    • NAID

      10019527564

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electron-Ion-Ion Triple-Coincidence Spectroscopic Study of Site-Specific Fragmentation Caused by Si : 2p Core-Level Photoionization of F3SiCH2CH2Si(CH3)3 Vapor2007

    • 著者名/発表者名
      S.Nagaoka
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A 75

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Carbon-Based Magnetism (Chap. 4 Verdazyl-based magnetic systems)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      Elsevier B. V., Amsterdam (Eds. T. Makarova and F. Palacio)

      ページ: 75-106

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kinetic study of radical-scavenging and vitamin E-regenerating actions of edaravone (3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ohara
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 79

      ページ: 421-426

    • NAID

      10017310148

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetic study of free radical-scavenging and vitamin E-regenerating actions by caffeic acid and its related compounds2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ohara
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 79

      ページ: 1501-1508

    • NAID

      10020527917

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetic study of the quenching reaction of singlet oxygen by flavonoids in ethanol solution2005

    • 著者名/発表者名
      S.Nagai, K.Ohara, K.Mukai
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. 109

      ページ: 4234-4240

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kinetic study of the quenching reaction of singlet oxygen by tea catechins in ethanol solution2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai, S.Nagai, K.Ohara
    • 雑誌名

      Free Radic. Biol. Med. 38

      ページ: 752-761

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Paramagnetic semiconductors : Hybrid molecular materials based on ethyl and methyl-pyridinium-substituted verdazyl radical cations and Ni(dmit)_2 anion (dmit=1,3-Dithiol-2-thione-4,5-dithiolate)2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai, D.Shiba, K.Yoshida, K.Mukai, H.Hisatou, K.Ohara, Y.Hosokoshi, N.Azuma
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 70

      ページ: 2114-2123

    • NAID

      10017074319

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kinetic study of the quenching reaction of singlet oxygen by flavonoids in ethanol solution2005

    • 著者名/発表者名
      S.Nagai, K.Ohara, K.Mukai*
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. 109

      ページ: 4234-4240

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kinetic study of the quenching reaction of singlet oxygen, by tea catechins in ethanol solution2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai*, S.Nagai, K.Ohara
    • 雑誌名

      Free Radic. Biol. Med. 38

      ページ: 752-761

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Paramagnetic semiconductors : Hybrid molecular materials based on ethyl and methyl-pyridinium-substituted verdazyl radical cations and Ni(dmit)2 anion (dmit = 1,3-Dithio1-2-thione-4,5-dithiolate)2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai*, D.Shiba, K.Yoshida, K.Mukai, H.Hisatou, K.Ohara, Y.Hosokoshi, N.Azuma
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 70

      ページ: 2114-2123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kinetic Study of the Quenching Reaction of Singlet Oxygen by Flavonoids in Ethanol Solution2005

    • 著者名/発表者名
      S.Nagai
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B 109, No.9

      ページ: 4234-4240

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure-Activity Relationship of the Tocopherol-Regeneration Reaction by Catechins2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      Free Radic. Biol. Med. 38

      ページ: 1243-1256

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetic Study of the Mechanism of Free-Radical Scavenging Action in Curcumin : Effects of Solvent and pH2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ohara
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 78, No.4

      ページ: 615-621

    • NAID

      10015463342

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetic Study of the Quenching Reaction of Singlet Oxygen by Tea Catechins in Ethanol Solution2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      Free Radic. Biol. Med. 39

      ページ: 752-761

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Why is the Order Reversed ? Peroxyl-Scavenging Activity and Fats-and-Oils Protecting Activity of Vitamin E2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      Internat. J. Chem. Kinet. 37, No.10

      ページ: 605-610

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Semiconductors : Hybrid Molecular Materials Based on Ethyl and Methyl-pyridinium-substituted Verdazyl Radical Cations and...2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn. 78, No.12

      ページ: 2114-2123

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetic Study of the Quenching Reaction of Singlet Oxygen by Flavonoids in Ethanol Solution2005

    • 著者名/発表者名
      S.Nagai
    • 雑誌名

      J.Phys.Chem. (In the press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure-Activity Relationship of the Tocopherol-Regeneration Reaction by Catechins2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      Free Radic.Biol.Med. (In the press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinetic Study of the Mechanism of Free-Radical Scavenging Action in Curcumin2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ohara
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn. (In the press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Semiconductors : Molecular Materials Based on Alkyl-pyridinium-substituted Verdazyl Radical Cations and Ni(dmit)_2 Anion2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      Polyhedron (In the press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Excited High-Spin Quartet (S = 3/2) State of a Novel π-Conjugated Organic Spin System, Pyrene-Verdazyl Radical2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Teki
    • 雑誌名

      Bull.Chem.Soc.Jpn. 77

      ページ: 95-99

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular Paramagnetic Semiconductor : Crystal Structures and Magnetic and Conducting Properties of the Ni(dmit)_2 Salts of 6-Oxo-verdazyl Radical Cations (dmit = 1,3-Dithiol-2-thione-4,5-dithiolate)2004

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 雑誌名

      Inorg.Chem. 43

      ページ: 566-576

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Genuine organic magnetic semiconductors : Electrical and magnetic properties of the TCNQ and iodide salts of methylpyridinium-substituted verdazyl radicals2003

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai, S.Jinno, Y.Shimobe, N.Azuma, M.Taniguchi, Y.Misaki, K.Tanaka, K.inoue, Y.Hosokoshi
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. 13

      ページ: 1614-1621

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genuine organic magnetic semiconductors : Electrical and magnetic properties of the TCNQ and iodide salts of methylpyridinium-substituted verdazyl radicals2003

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai*, S.Jinno, Y.Shimobe, N.Azuma, M.Taniguchi, Y.Misaki, K.Tanaka, K.Inoue, Y.Hosokoshi
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. 13

      ページ: 1614-1621

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] Carbon-Based Magnetism (Chap. 4 Verdazyl-based magnetic systems)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 出版者
      Elsevier B. V., Amsterdam (Eds. T. Makarova and F. Palacio)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] Carbon-Based Magnetism. Chapter 4 Verdazyl-Based Magnetic Systems2006

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 出版者
      Elsevier B. V., Eds. T. Makarova and F. Palacio
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2005 実績報告書
  • [図書] Verdazyl-based Magnetic Systems, Carbon-Based Magnetism(Eds.T.Makarova and F.Palacio)2005

    • 著者名/発表者名
      K.Mukai
    • 出版者
      Elsevier B.V.(In the press)
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Mukai: "Genuine Organic Magnetic Semiconductors : Electrical and Magnetic Properties of the TCNQ and Iodide Salts of Methylpyridinium-substituted Verdazyl Radicals"J.Mater.Chem.. 13. 1614-1621 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Mukai: "Heat Capacity Study of the Impurity-Induced Antiferromagnetic Order in Organic Spin-Peierls System :p-CyDOV Radical Crystal"Polyhedron. 22. 2091-2098 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Mukai: "Heat Capacity Study of the Doping Effect of Paramagnetic Radicals on the Organic Spin-Peierls System (p-CyDOV Radical Crystal)"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 2312-2316 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohara: "Time-Resolved Electron Paramagnetic Resonance Investigation of Photoinitiated Antioxidant Reaction of Vitamin C (Ascorbic Acid) with Xanthone in Aqueous Sodium Lauryl Sulfate"J.Phys.Chem.B. 107. 11527-11533 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Teki: "Excited High-Spin Quartet (S = 3/2) State of a Novel π-Conjugated Organic Spin System, Pyrene-Verdazyl Radical"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 77. 95-99 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Mukai: "Molecular Paramagnetic Semiconductor : Crystal Structures and Magnetic and Conducting Properties of the Ni(dmit)_2 Salts of 6-Oxoverdazyl Radical Cations (dmit=1,3-dithiol-2-thione-4,5-dithiolate)."Inorg.Chem.. 43. 566-576 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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