Metabolic Bioactivation by intestinal bacteria : Functional analysis of crocin glycosides

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K08357
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 金城 順英 福岡大学, 薬学部, 教授 (00161612)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土橋 良太 福岡大学, 薬学部, 講師 (00369026) ; 中野 大輔 福岡大学, 薬学部, 助教 (30509641)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 糖鎖部機能解析 / クロシン / 腸内細菌による代謝 / 合成糖鎖配糖体 / 神経細胞保護作用

Outline of Annual Research Achievements

糖鎖を有する植物成分、配糖体は天然に広く分布し、生薬や天然薬物の代表的有効成分としてよく知られている。ところが配糖体を経口摂取した場合、配糖体糖鎖が腸内細菌により代謝分解され、非糖部のみ腸管から吸収される。そのため、従来、真の有効成分として、糖鎖部は不要と考えられてきた。
一方、サフランの有効成分配糖体crocinは神経細胞保護作用の研究において、非糖部(crocetin)のみでは全く活性を示さず、糖鎖部分も重要な役割を果たすことが動物実験において明らかとなり、パラダイムシフト的知見が得られた。そこで、このような糖鎖の持つ生体内現象を分子レベルで解明するためcrocin糖部の腸内細菌による代謝および化学的変換に基づく代謝の変化、さらには糖鎖と神経保護作用の関連に着目し、本研究を行なった。
合成糖鎖については、crocinの糖鎖部分であるgentiobioseを他の糖に変更するために合成経路を検討した。過去の報告を参考に配糖体合成を行ったところ、crocin様化合物の生成を確認したが、収率などが低く、再検討を必要とした。そこで、スケールアップや反応条件の検討を行った結果、反応条件を変更することでcrocetinのglucose配糖体を得ることができた。また、同様にそれら条件を応用し、いくつかの糖種によるcrocetin配糖体の生成を確認することができた。さらなる条件の検討や糖鎖のバリエーションを増やすことにより、今回合成した新規crocin様化合物をはじめ多様なcrocin様化合物を合成することが可能である。それらを用いることでメカニズム解明の足掛かりになり、引いては新しい創薬のターゲットになると考える。