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Characteristic analysis of gamma-glutamyl cystein for application to functional foods

Research Project

Project/Area Number 20K05923
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38050:Food sciences-related
Research InstitutionWakayama Medical University (2021-2023)
Osaka University (2020)

Principal Investigator

Hirata Kazumasa  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 *help
¥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グルタチオン / 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 Final Research Achievements

In this study, the characteristics of γ-glutamyl cysteine (γ-EC), as the the GSH precursor, was analyzed. At first, the ACE inhibitory function of γ-EC was evaluated, since ACE was inhibited by SH group which γ-EC has. ACE inhibitory analysis showed that the IC50 of γ-EC against ACE were 3.9 × 102 μM. These data suggested that γ-EC is expected to have a hypotensive effect, if γ-EC can be absorbed in the body. Next, gastrointestinal absorbability of γ-EC was evaluated using the Caco2 cell model. Addition of γ-EC to the upper layer of the model resulted in a time- and concentration-dependent increase in the concentration of γEC in the lower layer. The findings suggested that γ-EC may be absorbed from gastrointestinal tract. In the future, we aim to apply γEC as a functional food ingredient for those who are concerned about blood pressure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

健康寿命の延伸に向けて、機能性食品が注目されている。様々な身体の不具合に対応するためには、多種多様な機能性関与成分を取りそろえる必要があるものの、保健機能食品に利用されている成分は限局されている。その点、グルタチオン(GSH)は、生体内で酸化ストレスを緩和していることから、機能性関与成分としての応用が期待されるものの、本邦では既に医薬品として使用されていることから、食品として利用することはできない。そこで、GSHの前駆体であるγECに着目した。これまで殆ど明らかでなかったγECの特性を理解することは、学術的意義があるうえ、新たな機能性関与成分になりうることは社会的意義も大きい。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Gamma-Glutamylcysteine Production Using Phytochelatin Synthase-Like Enzyme Derived from <i>Nostoc</i> sp. Covalently Immobilized on a Cellulose Carrier2022

    • 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
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • 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 71202021

    • 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
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibitory Activity and Proposed Binding Model of γ-Glutamyl Cysteine, the Precursor of Glutathione, on Angiotensin Converting Enzyme2021

    • 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
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • 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
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [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
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [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
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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