| 研究課題/領域番号 |
20K15486
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分38050:食品科学関連
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| 研究機関 | 昭和大学 |
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研究代表者 |
水野 美麗 昭和大学, 薬学部, 講師 (60766195)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | チモキノン / 抗酸化活性 / プロオキシダント効果 / 銅イオン / 鉄イオン / キレート / 活性酸素 / スーパーフード / 機能性食品 / 抗酸化作用 / サプリメント / キノン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
パラキノンは生体内のタンパクやDNAと容易に付加して毒性を示すことが知られている。一方、サプリメントやスーパーフードに含有しパラキノン骨格を有するCoQ10やチモキノンは、その有効性が謳われている。つまりパラキノンは「薬と毒薬」の二面性を持つことが懸念される。本研究ではパラキノン骨格を有する化合物の生理作用を化学的に解析し、ヒトへの有効性と安全性を評価することを目的とする。これらが有する抗酸化作用やDNA・タンパクへの影響を評価し、官能基や濃度など影響因子を推測することで、化合物の生体への影響を明らかにできる。
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| 研究実績の概要 |
キノン化合物は生体高分子に付加して毒性を示す一方、CoQ10やチモキノン(TQ)などのパラキノン化合物は機能性食品として市場に流通している。CoQ10は、生体内の還元酵素によって産生されたCoQ10-red(ハイドロキノン)の方が抗酸化活性が高く、活性本体はパラキノンでなくハイドロキノンの可能性が示唆される。本研究ではパラキノン化合物の生理作用を化学的に評価し、生体内での作用を解明することを目的とする。2020・2021年度はTQとその還元体であるTHQの抗酸化活性を評価し、THQの方がTQよりもラジカル消去能力が高いことを明らかにした。次に、微量金属と化合物の相互作用によるDNAへの酸化的傷害(プロオキシダント効果)をアガロースゲル電気泳動法により確認した。THQはCu2+存在下、DNAに酸化的損傷を与えるが、Fe2+はTHQの存在によらずDNAに酸化的損傷を与えた。この結果から、銅により引き起こされるプロオキシダント効果は化合物と金属との配位が関与していると予想した。今年度は化合物と金属の相互作用を明らかにするため、紫外可視吸光度計で吸光スペクトルを測定した。試験化合物はTQとmethyl benzoquinone(MBQ), benzoquinone(BQ)の3種類と対応する還元体(THQ, MBHQ,BHQ)の合計6種類の化合物を用い、Cu2+とFe2+をそれぞれ添加した。Fe2+を添加した場合は、いずれの化合物も吸光スペクトルに変化がみられなかった。Cu2+を添加した場合、パラキノンは変化がみられず、ハイドロキノンは吸光スペクトルの変化を確認できた。さらに電子供与基が多く置換された化合物の方がCu2+との配位能が高いことがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
THQはTQの還元的代謝物であり、これが抗酸化活性の活性本体だと予想される。はじめにTQとTHQによるガルビノキシルラジカル消去能力をESRを用いて評価した。その結果、TQは抗酸化物質として知られているもののラジカル消去活性は非常に弱く、THQの方が強力であった。次にこれら化合物のプロオキシダント効果の検討を試みた。微量金属と化合物の相互作用によるDNAへの酸化的傷害をアガロースゲル電気泳動法により確認した。その結果、THQはCu2+存在下でDNA損傷が増強し、銅結合型活性酸素によるものであることがわかった。これより、TQが生体内還元酵素によって代謝されたTHQは抗酸化活性を示すが、微量金属が存在するとDNAへの酸化的傷害を引き起こすことが明らかになった。この結果から、プロオキシダント効果は化合物と金属とのキレート作用が関与していると予想し、化合物と金属の相互作用を評価することとした。試験化合物はTQとmethyl benzoquinone(MBQ), benzoquinone(BQ)の3種類と対応する還元体(THQ, MBHQ,BHQ)の合計6種類の化合物にCu2+とFe2+をそれぞれ添加し、紫外可視吸光高度計で吸光スペクトルを測定した。Fe2+を添加した場合は、いずれの化合物も吸光スペクトルに変化がみられなかった。ハイドロキノンはCu2+添加によるスペクトルの変化を確認でき、電子供与基が多く置換された化合物の方がCu2+との相互作用が強いことがわかった。Fe2+はいずれの化合物とも相互作用しなかったことより、Cu2+とは別の機序だと考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
市販のブラッククミンシード及び CoQ10 サプリメントは、主成分以外の複数成分が含有している。これらをエタノール抽出し、同様の評価を試みる。複合成分として摂取することによるキノン性化合物の有用性や毒性への影響を確認する。 またキノン骨格を有する別の化合物においても同様の実験を行い、置換基の違いによる抗酸化活性・プロオキシダント効果を検討する。
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