| 研究課題/領域番号 |
21K18844
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
宮地 輝光 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (40452023)
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| 研究分担者 |
福井 浩二 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (80399807)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 抗酸化活性 / トリペプチド / 量子化学計算 / 疾患予防効果 / 抗酸化トリペプチド / アルツハイマー病予防 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、アルツハイマー病（AD）予防の酸化ストレス仮説に基づき、量子化学計算による合理的なAD予防抗酸化トリペプチドの分子設計のための研究基盤を確立することを目的とする。種々トリペプチドについて、量子化学計算により電子状態情報、電子スピン共鳴－スピントラップ法により生体内活性酸素種に対する抗酸化活性、ADモデルマウス実験によりAD予防効果を明らかにし、抗酸化活性およびAD予防効果に寄与するトリペプチドの電子状態情報を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、量子化学計算により求めたトリペプチドの電子状態情報から、トリペプチドの生体内活性酸素種に対する抗酸化活性、およびアルツハイマー病といった疾患予防に寄与する電子状態情報を明らかにすることをめざす。
そのため本研究計画では、種々トリペプチドについて、抗酸化活性測定、量子化学計算による電子状態情報の解析、マウスを用いた疾患予防効果の分析を行う。研究２年目の２０２２年度は、量子化学計算により種々トリペプチドの最高被占軌道（HOMO）のエネルギー準位、イオン化ポテンシャルを明らかにした。この計算結果から、ヒドロキシラジカルに対する抗酸化活性を評価するトリペプチド１０種を選択し、その活性を定量的に評価した。また、２０２１年度に明らかにした抗酸化トリペプチドを経口投与したマウスの飼育を開始した。
測定した抗酸化活性と量子化学計算結果から種々電子状態との間の相関解析を行った結果、２０２１年度に明らかにしたトリペプチドの HOMO のエネルギー準位およびイオン化ポテンシャルが抗酸化活性との間により高い相関性があることが確認された。すなわち、量子化学計算によりもとまる HOMO のエネルギー準位およびイオン化ポテンシャルは、トリペプチドの抗酸化活性を予測する電子状態情報および分子構造特性として利用である可能性が高まった。またトリペプチド末端アミノ酸側鎖のかさ高さもトリペプチドの抗酸化活性に影響を及ぼすことが確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
実験に欠かせない純水の製造装置が故障したため、予定していた抗酸化活性測定やマウス実験にやや遅れが生じた。
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| 今後の研究の推進方策 |
すでに抗酸化活性を示すトリペプチドを経口投与したマウスの飼育をすすめている。これら飼育したマウスを用いた実験を今年度に実施し、疾患に対する予防効果を検証する。また、２０２２年度の量子化学計算から新たに抗酸化活性があると予測されるトリペプチドについて、トリペプチドの調製、抗酸化活性測定、およびマウス実験を進めていく予定である。
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