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食用色素光増感一重項酸素生成抑制システムの構築

Research Project

Project/Area Number 22K05509
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 InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

菊地 あづさ  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30452048)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords一重項酸素 / 食用色素光増感分子 / キサンテン系色素 / フロキシンB / エリスロシンB / インドール / 食用色素増感分子 / インドール誘導体 / 一重項酸素生成抑制
Outline of Research at the Start

本研究では,リボフラビンに代表される食用色素光増感による一重項酸素生成の抑制剤として機能する分子を開拓し,一重項酸素の生成抑制方法の素課程を実験的に究明し,生体内分子光増感による一重項酸素生成の抑制システムを構築する。

Outline of Annual Research Achievements

一重項酸素の光増感生成は,光酸化,DNA損傷,光線力学療法の分野において研究がなされてきた.人体に有害な作用を及ぼす側面のある一重項酸素を速やかに消去する化合物については,抗酸化機能の面から注目され,多くの化合物について生成した一重項酸素を効果的に消去する指針の一つとして,一重項酸素消光速度定数が報告されている.
食品の酸化には活性酸素種が関わっていることが知られており,特に脂質過酸化に関係する活性酸素種はDNAの損傷や突然変異,細胞のがん化,老化に深く関与することが報告されており,効果的な酸化防止の手段が求められている。従来の研究はすでに光増感物質から発生した一重項酸素の消去に有効な抗酸化物質の開拓が中心に行われてきた。一重項酸素は体内で発生すれば,その高い酸化力により直ちに酸化反応が進行し,細胞の損傷といったダメージを引き起こす。このため,生体内で食用色素分子が一重項酸素の光増感剤として作用した場合,生成した一重項酸素を速やかに消去するとともに,一重項酸素の発生そのものを抑制することが重要であるが,生成抑制の研究報告はほとんどないため,本研究では,食用色素光増感分子からの一重項酸素生成自体を抑制する抑制機構の構築および解明を目的とした.
本年度は食用色素であるキサンテン系食用色素分子の一つであるフロキシンB(PhB)の光増感反応により生成する一重項酸素由来の1274 nm近赤外発光のtime profile測定結果の定量的な解析およびキPhBの過渡吸収測定を行い,インドール誘導体が一重項酸素生成抑制分子として機能するか,一重項酸素近赤外発光のtime profile測定および過渡吸収スペクトル測定より解明した。さらに,インドール誘導体置換基効果について検討し,電子供与性あるいは電子求引性置換基の導入により,一重項酸素生成抑制の効果が異なることが示された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

エリスロシンBおよびフロキシンBをはじめとするキサンテン系色素が光増感分子となる一重項酸素生成についてインドール誘導体が抑制効果を示すことを一重項酸素由来の1274 nm
近赤外発光のtime profile測定およびエリスロシンBおよびフロキシンBの光励起三重項状態の過渡吸収time profile測定の結果を定量的に解析することで明らかにした.この結果は,インドール誘導体が異なる一重項酸素光増感分子に対して一重項酸素の生成を効果的に抑制することを意味しており,一重項酸素生成抑制分子のさらなる開拓につながることが期待されるから.

Strategy for Future Research Activity

キサンテン系色素の光増感により生成する一重項酸素の生成抑制に効果的な分子骨格を見出すため,生体内抗酸化作用が知られているカテコール類,フラボノイド類について一重項酸素近赤外発光のtime profile測定および過渡吸収スペクトル測定より,一重項酸素生成抑制効果について解明していく.生体内関連分子よる一重項酸素抑制効果についてより多くの知見を得ることで,一重項酸素の生成抑制に効果的な分子骨格を見出すことを目指す。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Photoexcited triplet state and singlet oxygen generation of quinine, an antimalarial drug2023

    • Author(s)
      Suzuki Yuta、Yagi Mikio、Kikuchi Azusa
    • Journal Title

      Photochemical & Photobiological Sciences

      Volume: 22 Issue: 12 Pages: 2851-2859

    • DOI

      10.1007/s43630-023-00492-4

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Novel Characteristic of a Water-soluble UV-B Absorber, 2-Phenylbenzimidazole-5-sulfonic Acid: Suppression of Riboflavin-sensitized Singlet Oxygen Generation2023

    • Author(s)
      Hisanaga Soichiro、Miyazawa Kazuyuki、Yagi Mikio、Kikuchi Azusa
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 52 Issue: 10 Pages: 798-802

    • DOI

      10.1246/cl.230330

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] インドール誘導体によるキサンテン系色素光増感一重項酸素の生成抑制2024

    • Author(s)
      岡嶋 紀人・八木 幹雄・菊地 あづさ
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 抗マラリア薬キニーネ光増感一重項酸素のカテコール関連化合物による生成抑制2024

    • Author(s)
      吉本 雄翔・八木 幹雄・菊地 あづさ
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] トリフェニルイミダゾール誘導体による一重項酸素センサーの開拓2024

    • Author(s)
      福岡 悠奈・倉品 鷹人・八木 幹雄・菊地 あづさ
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 光安定化剤ジオクチルヒドロキシジメトキシベンジリデンマロネートの光励起状態と光安定化機構2024

    • Author(s)
      五十嵐 寛真・八木 幹雄・菊地 あづさ
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 抗マラリア薬キニーネの光励起三重項状態と一重項酸素光増感生成抑制2023

    • Author(s)
      菊地 あづさ・鈴木雄大・吉本雄翔・北村優作・八木 幹雄
    • Organizer
      光化学討論会2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] エリスロシンB光増感一重項酸素の生成抑制2022

    • Author(s)
      伊藤 貴大・八木 幹雄・菊地 あづさ
    • Organizer
      光化学討論会2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] カテコール類によるリボフラビン光増感一重項酸素の生成抑制2022

    • Author(s)
      杢師 啓斗・八木 幹雄・菊地 あづさ
    • Organizer
      光化学討論会2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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