フラボノイド類の抗酸化活性機序の分子レベルでの解明とアポトーシス誘導阻害への影響

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15550145
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 松郷 誠一 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 教授 (30148126)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 廣瀬 裕子 山梨大学, 教育人間科学部, 教授 (10020447) ; 新森 英之 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 講師 (40311740)
• Keywords: フラボノイド / 抗酸化活性 / アポトーシス / 量子化学計算 / モリン / ケルセチン

Research Abstract

フラボノイド類の抗酸化作用には不明な点も多く、その反応機構、及び構造と活性の相関はいまだ明らかではない。今年度は、次亜塩素酸とフラボノイド類の研究を通して、抗酸化活性能、ラジカル消去能の高いフラボノイド類が以下の特徴的な構造を有することを明らかにした。(1):B環のカテコール構造、(2):5,7位のヒドロキシル基、(3):C環C2_3位の二重結合と共役するカルボニル基、(4):C環3位のヒドロキシル基の4つである。
(1)については、モリンとクエルセチンを例にとり、ESRスペクトルの結果や次亜塩素酸との反応を通して、B環にカテコール構造を有していないモリンはクエルセチンよりラジカル消去活性、抗酸化活性とも劣っていた。
(3)についてはクエルセチンとカテキンの抗酸化活性を検討し、二重結合とカルボニル基を有していないカテキンがクエルセチンよりラジカル消去活性、抗酸化活性とも劣っていた。
(4)についてはクエルセチンと配糖体であるルチンの活性酸素に対する反応性の違いを示すことより、3位のヒドロキシル基の役割の重要性を明らかにした。
次亜塩素酸とフラボノイド類の反応の過程で非常に多くの生成物が得られるが、まず分取条件を決定し分取用高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分離を行なった後、精製して構造決定を行なった。
量子化学計算はB環のヒドロキシル基の付いている位置の異なるクエルセチンとモリンを用いた。その最低エネルギー状態を求めた時にB環とC環のなす角度が大きく異なることが判明した。更にC環3位のヒドロキシル基の水素をラジカルとして引き抜いた後に生成してくる母核のアルコキシルラジカルの安定性を調べ、クエルセチンはクロマン環に生成したラジカルがB環のカテコール構造と共役となりうる平面構造を取るのに対して、モリンでは平面構造がとりえないためラジカルとしての安定性が大きく異なる可能性が明らかになった。

Research Products

• [Publications] Rimbach G, Weinberg P.D., Matsugo S, et al.: "Sulfation of genistein alters its antioxidant properties and its effect on platelet aggregation and monocytes and endothelial function"Biochimica et. Biophysica Acta. 1570, 2. 229-237 (2004)
• [Publications] Ichiyanagi, T., Hatano, Y., Matsugo, S., Konishi, T.: "Comparison of Anthocyanin Reactivity toward Hydroxyl Radical, Superoxide Anion and Singlet Oxygen"ITE Letters on Batteries New Technology and Medicine. 4, 6. C15-C20 (2003)
• [Publications] Rimbach, G., Weinberg, P.D., Matsugo, S., et al.: "Antioxidant and Nitric Oxide Inhibitory Activity of Isoflavone Metabolites"Proceedings Nutrition Society of London. 62, SPI/OCA/B. 364 (2003)
• [Publications] Rimbach, G., Weinberg, P.D., Matsugo, S., et al.: "Antioxidant and Free Radical Scavenging Activity of Isoflavone Metabolites"Xenobiotica. 33, 9. 913-926 (2003)
• [Publications] Matsugo, S., Yasui, F., Ozaki, T.: "Evaluation of the Antioxidant Activity of Lipoyl Lysine, a Small Molecular Weight Compound Model of Protein-bound Lipoic Acid"ITE Letters on Batteries New Technology and Medicine. 4, 2. C21-C25 (2003)
• [Publications] Afzal, M., Matsugo, S., Sasai, M., Xu, B., Aoyama, T., Takeuchi, T.: "Method to Overcome Photoreaction, a Serious Drawbacks to the Use of Dichlorofluorescin in Evaluation of Reactive Oxygen Species"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 304, 4. 619-624 (2003)
• [Publications] 松郷誠一, 安井文彦 他(分担): "分子予防環境医学"本の泉社. 70-89(768) (2003)