2019 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring of functional peptides from edible proteins and establishment of oral administration without activity loss
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19H00837
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
本多 裕之 名古屋大学, 予防早期医療創成センター, 教授 (70209328)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 正之 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00163634)
落合 秋人 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (40588266)
長岡 利 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (50202221)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ペプチド / 可食性タンパク質 / 探索 / 腸輸送 / 情報解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
可食性タンパク質由来のペプチドは20種類のアミノ酸からなり、他の生体分子では到底達成できない広い多様性と高機能をもつ。本研究では、5から10残基程度の中・長鎖の高機能ペプチドを可食性タンパク質配列から発見し、経口飲用で、機能保持したまま腸送達する方法の確立を目指す。このため、3つの課題、１）情報解析を用いた可食性タンパク質由来高機能・中長鎖ペプチドの探索、２）プロテアーゼ切断点特定および中長鎖ペプチドの分離濃縮法の確立、３）当該ペプチドの経口飲用摂取による腸送達法の開発、に取り組み、ペプチドの産業応用を目指す。本年度は特に課題１に焦点を絞って研究を進めた。高脂血症の治療効果が期待できるコレステロール吸収抑制ペプチドおよび血糖値の安定化に寄与できる遊離脂肪酸受容体結合ペプチドに焦点を絞って探索を行い、それぞれ、可食性タンパク質由来の生理活性ペプチドの探索に成功した。
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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
本年は課題1の「情報解析を用いた可食性タンパク質由来高機能・中長鎖ペプチドの探索」に焦点を絞って研究した。
まず胆汁酸ミセルを崩壊しコレステロール吸収を抑制するペプチドに注目した。既往の方法で大まかな配列ルールを決定したのち、特徴解析で、配列中にR、Kを含む場合、有意に活性が高くなることを発見した。塩基性アミノ酸のC末端部位で切断するトリプシンに注目し、乳タンパク質、米タンパク質のトリプシン分解ペプチド44種を合成し、ミセル崩壊活性を評価した。その結果、特に4残基5残基のペプチドで高いミセル崩壊活性を持つことを明らかにした。
次に、残基置換による高温焼成シリカゲルで腸送達しやすいペプチドの探索を行った。11種の6残基ペプチドの1残基置換体1254種類のうち腸送達しやすく、胆汁酸結合活性を維持した6種類が得られた。そのうちの1つIYEYMYペプチドを、動物実験でコレステロール含有ミセルとともに摂取した場合、コレステロールの 99.6％が排泄されることがわかった。このペプチドは、活性を落とすことなく腸送達量を1.63倍高めることができる残基置換ペプチドであり、生理機能と腸送達を同時に実現できることを初めて明らかにした。
3つ目としてαアミラーゼ阻害ペプチドに注目した。既往のアミラーゼ阻害ペプチドGWHYYRCWに注目し、1残基置換ペプチド153種を作製し、アミラーゼおよびグル コシダーゼに対する阻害活性を調べた。説明変数として各アミノ酸の物理化学的 指標24種に対し配列全体の平均値、最大・最小値、標準偏差、および隣接残基間の差の最大値の5指標を算出し全120種（=24×5）を使い、ランダムフォレストで 解析した。その結果、構築した推論モデルは、2残基置換の高活性ペプチドを比 較的的確に類推できた。この結果は、情報解析手法が残基置換体の活性推定に活用できることを示唆している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き可食性タンパク質由来の生理活性ペプチドの探索を行う。コレステロール吸収阻害ペプチドだけでなく、糖尿病についても注目し、腸管内で機能するペプチドとして遊離脂肪酸受容体（FFAR1）に結合してインクレチンGLP-1を分泌するペプチドの探索を行う。また高血圧に資する塩味増強ペプチドも候補にする。また、課題２－1：産業用酵素を用いた加水分解パターンを、ペプチドアレイを用いたプロテアーゼ切断点特定法で解明し、目的ペプチドの生成法を提案する、や、課題２－２：高温焼成シリカゲル担体を使って安全安価に特定のペプチドの選択的な分離濃縮を試みる、についても検討し、可食性タンパク質由来ペプチドの産業応用に関する研究を進めていく。
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