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琥珀に内包された9000万年間の化学反応生成物と生物活性の統合的解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K05399
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38040:生物有機化学関連
研究機関岩手大学

研究代表者

木村 賢一  岩手大学, 農学部, 教授 (30344625)

研究分担者 越野 広雪  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, ユニットリーダー (50321758)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードKuji amber / Kujigamberol / seco-Kujigamberol / Mutant yeast / Spanish amber / Anti-allergy / Social implementation / Chemiical Biology / seco-kujigamberol / mutant yeast / Chemical Bioligy / 久慈産琥珀 / 遺伝子変異酵母株 / kujigamberol / rsp5A401E株 / RBL-2H3細胞 / コーパル / 中国撫順産琥珀 / ユビキチンリガーゼ / 抗アレルギー / 単離精製 / アッセイ系 / Saccharomyces cerevisiae
研究開始時の研究の概要

久慈産琥珀粉末のメタノール抽出物(MEKA)(モノマー)と、超臨界メタノール分解・抽出物(scMeOH)(ポリマー分解物)から、多種多様なアッセイ法により、これまでとは構造が異なる新規生物活性物質を単離精製してNMR等により構造を決定する。得られた構造と現代の植物由来のジテルペノイドや他国産琥珀の構成成分の構造との比較から、久慈産琥珀からのみ新規物質が単離される理由を考察する。次に、単一になった化合物の酵母、酵素、並びに細胞に対する活性を測定すると共に、2化合物の併用による効果の有無を調べ、抽出物とそこから単離した単一のkujigamberolが同等の強い活性を示す理由を明らかにする。

研究成果の概要

久慈産琥珀は他国産琥珀とは異なり、ジテルペノイドの炭素数が1~4個欠如した上に、環化・芳香環化、酸化・還元された新規生物活性物質が単離される。その理由を解明するため、久慈産琥珀と海外産琥珀から多数の化合物を単離精製して構造を決め、推定しようと試みた。久慈産琥珀(9000万年前)と起源樹が同じで、生成年代が1億2500万年前のスペイン産琥珀の生物活性物質を明らかにし、その量を定量した。その結果スペイン産琥珀からは分解物が得られたことから、久慈産琥珀の続成作用はスペイン産琥珀ほど強くは無く、また、バルト海産琥珀ほど弱くはない、新規物質に変化するのにちょうど良い反応の結果であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国の貴重な地下天然資源で、化粧品としても実用化した久慈産琥珀に含まれる新規の生物活性物質を単離精製して構造を決めると共に、既知物質ばかりが単離される他国産琥珀の生物活性物質とを比較して、久慈産琥珀の特徴と優位性を明らかにした。今後、化粧品以外の付加価値の高い機能性製品への久慈産琥珀抽出物の利用が期待できる。さらに、琥珀の「有機地球化学」分野のこれまでの研究に、生物活性を考慮した「ケミカルバイオロジー」分野の研究手法を持ち込むことで、新たな研究領域の確立と社会実装へ展開できる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] University of Alcala(スペイン)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Alcala大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 個人(Retired)(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and structure?activity relationship of kujigamberol B, a dinorlabdane diterpenoid isolated from an ancient Kuji amber2023

    • 著者名/発表者名
      Kishibata Sakura、Tanaka Kurumi、Saito Tatsuo、Kimura Ken-ichi、Yajima Arata
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: - 号: 6 ページ: 575-583

    • DOI

      10.1093/bbb/zbad027

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 酵母ユビキチンリガーゼRSP5変異株を用いた久慈産琥珀由来の生物活性物質の探索2024

    • 著者名/発表者名
      丹場晴也,越野広雪,野川俊彦,今井央由,高木博史,木村賢一
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] スペイン産琥珀と久慈産琥珀の生物活性物質の構造と活性の比較研究2024

    • 著者名/発表者名
      笹本啓将,鈴木瑞季,越野広雪,CESAR Menor-Salvan,木村賢一
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 珪化木の遺伝子破壊酵母に対する生物活性と活性物質の同定2024

    • 著者名/発表者名
      田端菜々海,木村賢一
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 久慈産琥珀の化学生物学と地球化学の融合研究2023

    • 著者名/発表者名
      木村賢一
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会・産学連携委員会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物の化石抽出物が示すRBL-2H細胞に対する抗アレルギー活性2023

    • 著者名/発表者名
      松本千里,笹本啓将,田端菜々海,Lethi Ngocanh,田中来実,木村賢一
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部例会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] RBL-2H3細胞の脱顆粒抑制活性を指標とした久慈産琥珀由来の生物活性物質の探索2023

    • 著者名/発表者名
      田中来実,越野広雪,木村賢一
    • 学会等名
      第65回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子破壊酵母株を用いたウクライナ産琥珀に含まれる生物活性物質の単離精製と同定(学生優秀発表賞受賞)2023

    • 著者名/発表者名
      菊池優花, 目黒紀至, 田端 菜々海, 笹本啓将, 木村 賢一
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子変異酵母株を用いた久慈産琥珀からの生物活性物質の単離精製と構造2023

    • 著者名/発表者名
      池田はるな,越野広雪,鈴木瑞季,木村賢一
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 岩手大学大学院連合農学研究科と放射光施設ナノテラスを介したネットワークについて-植物と琥珀への利用例2023

    • 著者名/発表者名
      木村賢一
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酵母のユビキチンリガーゼRsp5変異酵母株を用いた久慈産琥珀由来の生物活性物質の探索2022

    • 著者名/発表者名
      丹場晴也,田中来実,高木博史,越野広雪,木村賢一
    • 学会等名
      天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マダガスカル産コーパル由来の生物活性物質の単離精製、構造解析ならびに生物活性2022

    • 著者名/発表者名
      田端 菜々海, 松本千里, 田中来実, 笹本啓将, 丹場晴也, 古山達貴, 越野広雪, 木村 賢一
    • 学会等名
      日本農芸化学会北海道支部・東北支部合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 久慈琥珀から単離された kujigamberol B の合成と構造活性相関2022

    • 著者名/発表者名
      岸端咲良, 斉藤竜男,田中来実, 木村賢一, 矢島新
    • 学会等名
      第66回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Kujigamberol B の合成と構造活性相関(学生優秀発表賞受賞)2022

    • 著者名/発表者名
      岸端咲良, 田中来実,斉藤竜男,木村賢一, 矢島新
    • 学会等名
      日本農薬学会第 48 回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 遺伝子変異酵母株の生育回復活性を用いた中国産琥珀に含まれる生物活性物質の単離精製と同定2022

    • 著者名/発表者名
      Lethi NgocAnh,松本千里,高木博史,野川俊彦,越野広雪,木村賢一
    • 学会等名
      2023年日本農芸化学会(広島・Web開催)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 岩手県久慈市で産出される琥珀とジェットの生物活性と活性物質の比較分析2022

    • 著者名/発表者名
      笹本啓将,松本千里,越野広雪,木村賢一
    • 学会等名
      2023年日本農芸化学会(広島・Web開催)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 酵母ユビキチンリガーゼRSP5変異株を高温ストレス下で生育を回復させる久慈産琥珀由来の生物活性物質の探索2022

    • 著者名/発表者名
      丹場晴也,田中来実,高木博史,越野広雪,木村賢一
    • 学会等名
      2022年日本農芸化学会, 3F02-03.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] New inhibitors of melanin production in B16 mouse melanoma cells from the methanol extract of Kuji amber.2021

    • 著者名/発表者名
      J. Abe, S. Suzuki, S. Takahashi, H. Koshino, K. Kimura
    • 学会等名
      Pacifichem 2021, Dec. 17-21, 3440283.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of biologically active compounds from an insoluble fraction of Kuji amber.2021

    • 著者名/発表者名
      J. Abe, H. Koshino, K. Oikawa, Y. Miura, S. Uesugi, M. Shirai, K. Kimura
    • 学会等名
      Pacifichem 2021, Dec. 17-21, 3440311.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The relationship between PPM1A activation activity and the inhibition activity of degranulation in RBL-2H3 cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Miura, Y. Kudo, H. Koshino, T. Kataoka, M. Ohnishi, K. Kimura
    • 学会等名
      Pacifichem 2021, Dec. 17-21, 3440337.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 久慈産琥珀抽出物の不思議な生物活性の謎に迫る2021

    • 著者名/発表者名
      田中来実, 及川和吉, 越野広雪,白井誠之,木村賢一
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部 第87回例会・シンポジウム,5月29日(土), p83
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 久慈産琥珀超臨界メタノール分解・抽出物からの抗アレルギー活性物質の探索2021

    • 著者名/発表者名
      田中来実,阿部純平,及川和吉,越野広雪,白井誠之,木村賢一
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部第156回大会,10月9日(土),A13,p17.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] グルコース産生抑制剤2022

    • 発明者名
      吉田潤、木村賢一
    • 権利者名
      吉田潤、木村賢一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-149634
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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