2017 Fiscal Year Research-status Report
難水溶性物質の溶解性と経口吸収性改善に寄与する消化ペプチドの構造的要件の解明
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17K06930
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
大島 達也 宮崎大学, 工学部, 准教授 (00343335)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 正夫 宮崎大学, 農学部, 教授 (80381060)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 難水溶性 / 消化ペプチド / 水溶化 / 分散 / コロイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究で、消化液への溶解性が低いために経口吸収性の乏しい難水溶性物質の溶解性・水分散性が、消化ペプチドとの複合体形成によって大幅に改善できることを見出している。本研究では原料タンパク質、酵素分解の条件を変えて多様な消化ペプチドを調製し、難水溶性薬物・生理活性物質の溶解性改善への効果を広く調査するとともに、複合化した難水溶性物質の経口吸収性を細胞透過試験・ラット吸収試験により評価する。
H29年度は原料タンパク質および酵素分解の条件を変えて多様な消化ペプチドを調製し、難水溶性ポリフェノールであるクルクミンおよびクェルセチンとの複合体を調製して分散性を評価した。異なるプロテアーゼを用いて分解して得られたカゼイン消化ペプチドを用いて複合体の水分散性を評価したところ、クルクミンの分散性を高めた場合には疎水性のペプチドが含まれていた。他方、異なるタンパク質から調製した消化ペプチドを用いた結果、比較的疎水性の高いタンパク質とされるカゼインおよびゼインから調製した場合に難水溶性ポリフェノールの分散性が特に向上した。
他方、難水溶性物質・消化ペプチド複合体の分散状態を決定づける構造的因子について検討するため、分子量および疎水性の異なる様々な難水溶性物質と消化ペプチドとの複合体の水溶性・水分散性について広範に調査した。その結果、難水溶性物質の分子量および、疎水性が複合体の分散性を決定づける主要な因子であることが示唆された。
複合体の分散性に関わる消化ペプチドおよび難水溶性物質の物性について広範な調査により基礎的な知見が得られたが、経口吸収性の評価はH29年度までには至らなかった。H30年度は小腸上皮モデル細胞を用いて難水溶性物質・消化ペプチド複合体の吸収性評価を最大の目的として実験を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H29年度は、原料タンパク質および酵素分解の条件を変えて多様な消化ペプチドを調製し、難水溶性のポリフェノールとして知られるクルクミンおよびクェルセチンとの複合体を調製して分散性を評価した。カゼインを原料に異なるプロテアーゼを用いて分解して得られた消化ペプチドを用いてクルクミンおよびクェルセチンとの複合体の水分散性を評価したところ、いずれの酵素で調製した消化ペプチドとの複合体でもポリフェノール類の水分散性が向上したが、比較的低濃度でクルクミンの分散性を高めた場合には疎水性のペプチドが含まれることが確認された。他方、異なるタンパク質から調製した消化ペプチドを分散剤として用い、クルクミンおよびクェルセチンの分散性改善について検討した結果、比較的疎水性の高いタンパク質とされるカゼインおよびゼインから調製した場合に難水溶性ポリフェノールの分散性が特に向上した。これらの複合体の平均粒子径はそれぞれ120 nm～180 nmの範囲であり、多分散粒子径のコロイド粒子として水溶液中に分散することが示された。
難水溶性物質と消化ペプチドとの複合体は加える難水溶性物質の種類によって、限外ろ過膜を透過でき、ほぼ完全に溶解しているとみなせる場合と、100～300 nmほどのコロイドとして存在する場合があることが示されている。このような分散状態を決定づける内包物質の構造的因子について検討するため、分子量および疎水性の異なる様々な難水溶性物質と消化ペプチドとの複合体の水溶性・水分散性について広範に調査した。その結果、比較的疎水性および分子量が低い物質は限外ろ過膜透過性、比較的分子量および疎水性の大きい物質の複合体は限外ろ過膜非透過性であり、難水溶性物質の分子量および、疎水性が複合体の分散性を決定づける主要な因子であることが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度までに、原料タンパク質および酵素分解の条件を変えて得られる多様な消化ペプチドの分散剤としての能力比較は概ね進んだと判断し、今後は難水溶性物質の構造・物性が複合体の分散性におよぼす影響を評価するとともに、細胞試験等による経口吸収性の評価を重点課題と設定して実験を行う。
これまでに、分子量および疎水性の異なる様々な難水溶性物質と消化ペプチドとの複合体の水溶性・水分散性について調査した結果、比較的疎水性および分子量が低い物質は限外ろ過膜透過性、分子量および疎水性の大きい物質の複合体は限外ろ過膜非透過性であり、難水溶性物質の分子量と疎水性が複合体の分散性を決定づける主要な因子であることが示唆された。この中で、インドメタシンの疎水性・分子量は、ペプチド複合体の2つの存在形態（限外ろ過膜透過性（溶解性）／限外ろ過膜非透過性（分散性））を示す境目の値である。そこで、インドメタシン・消化ペプチド複合体の水溶性・分散性についてより詳細に検討することで複合体の分散状態を決定づける因子について詳しく検討する。さらに、カゼイン消化ペプチドの構成要素であり、薬物分散剤として有用であることが確認されているβ-カゼインのC末端側の16残基のペプチド（QEPVLGPVRGPFPIIV）を合成し、単独のペプチドと複合化した難水溶性物質の分散性を消化ペプチド混合物と比較する。
他方、経口吸収性の評価として、小腸上皮モデル細胞として用いられるCaco-2細胞を用いた薬物吸収試験あるいは薬物透過試験を行う。難水溶性薬物として、ペプチドとの複合化により溶解性が大きく改善することが確認されているインドメタシンあるいはプレドニゾロンを対象とする。細胞試験によってペプチドとの複合化による吸収性の改善が確認された場合、複合体を大量調製してマウスまたはラットによる単回経口吸収試験を行い、吸収性の評価を行う。
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| Causes of Carryover |
H29年度実験は概ね順調に進んだが、細胞試験・動物試験は本格的な実験に至っていない。本年度これらの実験のために確保していた予算をH30年度に使用して、計画した実験を進める予定としている。
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