食品分子機能学研究室の研究テーマ

 

 食品は、生命を維持し、活動するための栄養素を含むという栄養機能(一次機能)や、食べておいしいと感じる感覚機能(二次機能)に加えて、生活習慣病などの病気を防いだり、健康な体調を維持するような成分が含れているという生体調節機能(三次機能)が、明らかにされています。生体調節機能を持つ機能性成分を含む食品は機能性食品と呼ばれており、機能性食品の中で日本の消費者庁が有効性などを認めたものは、「特定保健用食品(クホ)」という名称で販売されています。

 食品分子機能学研究室では、食品素材等に含まれる機能性成分(主にタンパク質)を探し出し、その化学構造や機能を発揮する仕組みを明らかにしたり、機能性成分を医学分野など他分野へ利用するような、以下の2つの基礎的研究を行っています。

 

(1)食品素材中の機能性(生理活性)物質の分離・同定、機能の解明に関する研究

 食品素材中には、多くの成分が含まれていますが、タンパク質もその成分の1つです。タンパク質には、酵素の触媒作用を始めとする様々な機能がありますが、生体調節機能を発揮するようなものもあると考えられます。例えば、タンパク質分解酵素阻害タンパク質(プロテアーゼインヒビター)の中には、ガン細胞や病原ウイルスの増殖を抑えるような生理活性を持つものがあります。また、タンパク質の酵素分解物であるペプチドには血圧低下作用や抗酸化作用があるものが知られています。

 私たちは様々な食品素材からそのような生理活性タンパク質を含めた機能性物質を探索して、その構造や機能の解明を行っています。これまでローヤルルゼリーやハスの実、キノコ類(ハナビラタケ、ヤマブシタケ、シイタケ)などから、多くの生理活性タンパク質や機能性物質の分離を試みました。現在は、主に食用イモのアピオスや食用昆虫などの食品素材から、機能性物質(生理活性タンパク質、機能性(ACE阻害、抗酸化)ペプチド、その他)の探索を行っています。

 

食品タンパク質由来の生理機能ペプチドの探索(リンク先をみてください)

 

 

(2)生理活性タンパク質の医学分野等への応用に関する研究

 私たちは、発見された生理活性タンパク質について、食品分野への応用が難しいものについては、医学分野や生化学分野に応用するために、例えば、次のような研究も行っています。

 

 1)海産無脊椎動物由来溶血性レクチンの構造と機能に関する研究

 九州の筑前海では、グミ(Cucumaria echinata)というナマコの1種が大量発生して底引網漁業に被害を与えています。私達はグミよりレクチン(糖結合性タンパク質)の1種であるCEL-IIIというタンパク質を発見しました。CEL-IIIは赤血球凝集活性以外に、溶血活性を示すという既知のレクチンにはない性質を示すレクチンであることも明らかになりました。

 CEL-IIIは赤血球膜上の糖鎖に結合し、膜上で会合してオリゴマー化し結果的に小孔を形成して赤血球を溶かします。CEL-IIIには溶血活性以外に、マラリア原虫の増殖を抑える活性があることも明らかになり、その有効利用を目指した研究も行なってきました。具体的にはマラリアを伝播しないトランスジェニック蚊を作製するために、CEL-IIIを体内で発現する蚊の創製です。これまでに蚊の中腸でCEL-IIIを発現する蚊が実際に作製され、高いマラリア伝播阻止能を持っていることが明らかになりました。また現在、ガン細胞特異的に傷害を行う機能性分子の構築も試みています。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 2)昆虫由来システインプロテアーゼインヒビター(CPI)に関する研究

 昆虫は地球上に膨大に存在する生物資源ですが、現在その有効利用は一部の分野に限られています。つまり、昆虫という生物資源は未開発な資源として残されており、新規でかつ有用な生理活性物資が存在する可能性が秘められています。そこで、私達の研究室では、タバコの葉の害虫であるタバコスズメガ(Manduca sexta)から機能性物質の探索を試みています。

 タバコスズメガ(Manduca sexta)は北アメリカにおいて、果実・野菜の害虫として知られ、また大型昆虫であることから研究用のモデル生物として有名な昆虫です。私たちは、その血リンパから生理活性を発揮するシステインプロテアーゼインヒビターCPIについての分離精製や遺伝子クローニング、さらにその遺伝子解析などの基礎的研究を行っています。そして、昆虫由来CPIの基礎的研究を行うことで、害虫等のコントロールやCPIを利用した薬剤などの開発といった応用を目指しています。

 これまでに、タバコスズメガから分子量11kDaCPIMsCPI)を分離精製し、その遺伝子構造を明らかにしました。その過程で、MsCPIタンパク質(115アミノ酸残基)は、2676アミノ酸残基からなる巨大な前駆体タンパク質から合成され、前駆体中にはMsCPIによって活性制御を受けるシステインプロテアーゼが存在することが明らかになりました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


その他

 3)ガンマーカータンパク質の検出に関する研究

 

 

 

 過去の研究テーマ(現在はやっていません)

 (1)ローヤルゼリータンパク質の生理機能の解明

 (2)生理活性タンパク質の探索と機能改変

 (3)食品タンパク質等のプロテオーム解析

 (4)免疫制御効果を示す乳酸菌の有効成分に関する研究

 (5)摂取しやすい新規な機能性キノコ飲料の開発

 

 

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