独自の合成法と検出法を基盤としたγECの特性評価と機能性食品への応用

• Project/Area Number: 20K05923
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38050:Food sciences-related
• Research Institution: Wakayama Medical University (2021-2023); Osaka University (2020)
• Principal Investigator: 平田 收正 和歌山県立医科大学, 薬学部, 教授 (30199062)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長野 一也 和歌山県立医科大学, 薬学部, 教授 (40548301)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 機能性食品 / γEC / 抗酸化

Outline of Research at the Start

本研究では、抗酸化物質として魅力的でありながら、特性（動態や効能、安全性など）が未解明なγECに対し、研究代表者が同定したNsPCSを基盤に、各種in vivo試験を含め、解析に必要となるγECを調製したうえで、その特性を以下のマイルストン（MS）を設定することで明らかにする。
[MS1] γECの吸収性と機序について、GSHと比較することで有用性を示す
[MS2] 吸収後のγECの生体内運命について、組織分布を明らかにする
[MS3] γECの抗酸化能について、GSHなどと比較することで有用性を示す
[MS4] γECの安全性について、MS2で分布した組織を中心に解析し、明らかにする

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、動態解析・機能解析ともに、これまでに収集された知見のうち、再現性がとられていないデータについては、再現されるか検証した。また、収集されている知見について、詳細を詰められるデータは解析を継続し、成果の緻密化と高度化などを試みた。
まず、昨年度までに報告したGSHとγECの透過性と競合性について、添加濃度を増やすなどの工夫を試みた。その結果、昨年度と同様の結果がえられ、再現することが示された。また、ACEとのドッキングシミュレーションの詳細を明らかにするため、それぞれの熱力学的安定性を解析すると、結合自由エネルギーはγEC の-6.574より、GSHの-8.893の方がより低く、より安定性が高いことが示されました。最後に、経口投与されたrECはまず、腸内細菌叢に曝露されるうえ、近年、腸内細菌叢の変化が様々な生体応答を誘導されることが報告されているため、腸内細菌叢への影響を解析した。その結果、残念ながら、コントロール群に比較して、rEC投与群でおおきな変化は認められず、腸内細菌層へは、よくもわるくも影響しないことが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Gamma-Glutamylcysteine Production Using Phytochelatin Synthase-Like Enzyme Derived from <i>Nostoc</i> sp. Covalently Immobilized on a Cellulose Carrier (2022)
  • Author(s): Muraoka M., Ohno M., Nakai T., Matsuura H., Nagano K., Arai M., Hirata Y., Uyama H., Hirata K.
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 45 Issue: 8 Pages: 1191-1197
  • DOI: 10.1248/bpb.b22-00316
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • Year and Date: 2022-08-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optimization of Reaction Conditions for γ-Glutamylcysteine Production from Glutathione Using a Phytochelatin Synthase-Like Enzyme from <i>Nostoc</i> sp. Pasteur Culture Collection 7120 (2021)
  • Author(s): Muraoka M., Ohno M., Tateishi M., Matsuura H., Nagano K., Hirata Y., Hirata K.
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 44 Issue: 12 Pages: 1832-1836
  • DOI: 10.1248/bpb.b21-00494
  • NAID: 130008123490
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • Year and Date: 2021-12-01
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibitory Activity and Proposed Binding Model of γ-Glutamyl Cysteine, the Precursor of Glutathione, on Angiotensin Converting Enzyme (2021)
  • Author(s): Okajima Chisato、Imakawa Naoki、Nagano Kazuya、Arai Masayoshi、Arisawa Mitsuhiro、Muraoka Misa、Tsujino Hirofumi、Hirata Yoshihiko、Hirata Kazumasa
  • Journal Title: BPB Reports Volume: 4 Issue: 4 Pages: 116-119
  • DOI: 10.1248/bpbreports.4.4_116
  • NAID: 130008074316
  • ISSN: 2434-432X
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] gamma-glutamyl transferase の glutamyl-cysteine に対する反応性 (2022)
  • Author(s): 中井拓也, 大野萌華, 村岡未彩, 松浦秀幸, 長野一也, 荒井雅吉, 平田善彦, 平田收正
  • Organizer: 第16回次世代を担う若手のための医療薬科学シンポジウム
• [Presentation] 新規機能性化粧品・食品の開発を目指したグルタチオン前駆体γグルタミルシステインの特性評価 (2022)
  • Author(s): 長野一也, 岡嶋千智, 今川直樹, 橘 敬祐, 土井健史, 荒井雅吉, 有澤光弘, 村岡未彩, 辻野博文, 平田善彦, 平田收正
  • Organizer: 日本薬学会142年会
• [Patent(Industrial Property Rights)] 固定化酵素を用いたグルタチオンを原料とするγ-グルタミルシステインの連続かつ安定な生産技術 (2021)
  • Inventor(s): 村岡、平田收、長野、宇山、大野、平田善、田端
  • Industrial Property Rights Holder: 村岡、平田收、長野、宇山、大野、平田善、田端
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2021-185985
  • Filing Date: 2021