| 研究課題/領域番号 |
18K14406
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
真鍋 祐樹 京都大学, 農学研究科, 助教 (20730104)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | カロテノイド / シフォナキサンチン / 代謝産物 |
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| 研究実績の概要 |
申請者は海ぶどうなどの食用緑藻に含まれるシフォナキサンチンに注目し、その生物活性の探索と作用メカニズムの解析を進めてきた。そのなかで当該カロテノイドが強い抗炎症作用を示すことを見出した。また、生体内においてシフォナキサンチンは少なくとも3種類の酸化的代謝産物（それぞれDHM、DHS、DDMとする）へと変換され、臓器によっては、これらの代謝産物の方が多く蓄積することを見出している。本研究では、シフォナキサンチンの生体内代謝の全容の解明と代謝産物の生物活性の評価を目的としており、今年度は、シフォナキサンチンが酸化的代謝以外の代謝反応を受けるかどうかを調べた。
カロテノイドの生体内代謝として、主に、酸化的代謝と共役ポリエン鎖の開裂反応の2種類が知られている。共役ポリエン鎖の開裂反応を触媒する酵素として、BCO1とBCO2が同定されているが、特にBCO2は基質特異性が低く、様々なキサントフィルの開裂反応を触媒すると報告されてきた。そこでBCO2の発現が報告されているラット肝がん細胞株を用い、シフォナキサンチンの代謝反応を検討することにした。細胞をシフォナキサンチン含有培地中で24時間培養し、HPLCを用いて細胞内に蓄積したカロテノイドの組成を分析したところ、酸化的代謝産物の他に、新たに2種類の代謝産物（以降、代謝産物A、Bとする）のピークが検出された。また、DHS（ラットの肝臓で主に生成されるシフォナキサンチンの酸化的代謝産物）を用いて同様の実験を進めたところ、代謝産物AやBに相当するピークは検出されなかった。すなわち、シフォナキサンチンからDHSを介して代謝産物AやBが生成するのではなく、シフォナキサンチンから直接AやBに代謝されるものと考えられた。AやBがBCO2によるシフォナキサンチンの開裂産物であるかどうかの検証を現在進めている。
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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
今年度の目標はBCO2の酵素活性評価系の確立であり、評価系に適当なBCO2粗酵素液の探索を進める予定であった。幸いなことに、最初に検討したラット肝がん由来細胞株を用いた実験によって、新たな代謝産物のピークが得られた。この新たに得られた代謝産物が、当初に目的としていたBCO2の開裂産物であると示すデータは未だ得られていないが、本研究全体の研究目的はシフォナキサンチンの生体内代謝の全容の解明であるため、未知の代謝産物が得られたことは歓迎すべきことと考えている。そのため、進捗状況はおおむね順調とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
質量分析計を用いて、ラット肝がん由来細胞から得られた新規代謝産物A、Bの化学構造を推定する。現在のところ、分析サンプル中に夾雑物が多いため、精度よく分析するためには、AやBを精製する必要があると考えている。また、当初の予定通り、ヒトにおけるシフォナキサンチンの生体内代謝を明らかにする目的で、薬物代謝解析用として市販されている正常ヒト肝細胞におけるシフォナキサンチン代謝を同様の手法を用いて評価する。代謝産物AおよびBが、BCO2によるシフォナキサンチンの開裂産物ではなかった場合、再びBCO2粗酵素液の探索研究を進めなくてはならない。その際には、市販のヒト肝臓ホモジネートを利用し、ヒトにおけるシフォナキサンチンの生体内代謝の評価を並行して進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度の到達目標はBCO2の酵素活性評価系の確立であり、評価系に適当なBCO2粗酵素液の探索を進める予定であった。幸いなことに、最初に検討したラット肝がん由来細胞株を用いた実験によって、新たな代謝産物（A、B）のピークが得られたため、探索に必要となる物品の購入が少なく済んだ。一方、代謝産物AおよびBが、BCO2によるシフォナキサンチンの開裂産物ではなかった場合、再びBCO2粗酵素液の探索研究を進めなくてはならない。その際に、繰り越した研究費を使用する計画である。また、代謝産物AあるいはBが、BCO2によるシフォナキサンチンの開裂産物と考えられた場合、NMR解析によって化学構造を決定したいと考えている。NMR解析の外注費としても繰り越した研究費を使用したいと考えている。
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