国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院工学研究科の本多 裕之 教授らの研究グループは、銀杏タンパク質から新規の生理活性ペプチド注１)を発见しました。
コレステロールは胆汁酸ミセル注2)に包まれて吸収されますが、ミセルが崩壊されるとコレステロールの吸収が抑えられるため、血中コレステロールを低下させることが可能です。これまでに天然アミノ酸からなる胆汁酸ミセル崩壊ペプチドが探索されてきましたが、可食性タンパク质注3)由来のペプチドは大豆コングリシニン由来の痴础奥奥惭驰注4)のみでした。天然アミノ酸からなるペプチドは主に胃の消化酵素ペプシン注5)で分解されますが、痴础奥奥惭驰もペプシンで分解される问题点がありました。
一方、同グループは富士シリシア化学株式会社と共同で、ペプチドを吸着できる无毒な高温焼成シリカゲルを开発しました。このシリカゲルは10苍尘の细孔を持ち、酸性かつ疎水性のペプチドを胃酸の低辫贬条件下で细孔内部に吸着し、ペプチドの胃での加水分解を防ぐことができ、肠送达を可能にします。
本研究で、胆汁酸ミセル崩壊活性を持ち、シリカゲル吸着特性を兼ね備え、かつ可食性タンパク質由来の生理活性ペプチドとして、銀杏タンパク質由来の天然ペプチドVEEFYCSの探索に成功しました。この探索は、机械学习注6)を用い35万种类にも及ぶ可食性ペプチドデータベースからコンピュータで探索するインシリコスクリーニング注7)であり、従来の探索の困难さを一気に解决する全く新しい方法です。食品分野で使用する生理活性ペプチドは、可食性タンパク质を抽出し、产业用酵素で分解し、カラムクロマトグラフィーなどで分画し、生理活性画分を同定し、产业応用の可能性を追究するという非常に多くの工程と时间と人手をかける方法ですが、大学院生1人で约半年の探索期间で発见できており、非常に高速な探索法であることを実証しています。
本研究は、2021年10月18日付学術雑誌「Foods, 10, 2496 (2021)」に掲載されました。
?银杏タンパク质からコレステロール低下作用が期待できるペプチド痴贰贰贵驰颁厂を発见した。
?机械学习を使って可食性ペプチドデータベースからコンピュータ探索できることを示した。
?当该ペプチドは胆汁酸ミセルを崩壊させる活性を示す。
?さらに酸性条件下で无毒なシリカゲルに吸着し胃分解抵抗性を示すことで肠送达が可能。
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注1）ペプチド：
アミノ酸がペプチド结合で连なったポリマー。タンパク质になる天然アミノ酸は20种类ある。
注2）胆汁酸ミセル：
胆汁酸は胆汁に含まれる有机酸で、肝臓でコレステロールから合成される。ヒトではコール酸、ケノデオキシコール酸が一次胆汁酸として合成され、さらにアミノ酸のグリシンあるいはタウリンとの抱合体を形成して、胆汁成分として十二指肠に分泌される。胆汁酸は疎水性が高いため分子同士が会合してコロイド粒子を作る。これをミセルと呼ぶ。胆汁酸は食物として肠に入ってきた脂肪をミセル化して吸収を促进する。コレステロールも胆汁酸ミセルに包埋されて小肠から吸収される。
注3）可食性タンパク质：
食経験のある食物由来のタンパク质。乳、卵、鱼介类、大豆などの豆类、米や小麦などの穀类など多数ある。
注4）配列情报痴础奥奥惭驰：
ペプチドはアミノ酸配列の违いで机能が発现したり消失したり、别の机能が発现されたりするため、その配列情报がとても重要である。20种类あるアミノ酸を1文字表记した。痴はバリン、础はアラニン、奥はトリプトファン、惭はメチオニン、驰はチロシンを示す。ちなみにコングリシニンは大豆の主要タンパク质の1つであり、中性脂肪、内臓脂肪の軽减効果があると知られている。
注5）消化酵素ペプシン：
食物の消化を助けるため胃で分泌される代表的なタンパク质加水分解酵素。アミノ酸のポリマーであるタンパク质のペプチド结合を加水分解し、低分子のペプチドやアミノ酸にしてタンパク质の吸収を促す。体内ではほかに膵液中に分泌されるトリプシン、キモトリプシン、エラスターゼなどのプロテアーゼがある。
注6）机械学习：
学习データを使ってある现象の本质を帰纳法的に明らかにしようとするアルゴリズムあるいは构筑した数学的関係式（モデル）のこと。ここではアミノ酸の物理化学的特徴を説明変数として生理活性の大小を学习している。
注7）インシリコスクリーニング：
in silico（インシリコ）は、 in vivo（生体内で）やin vitro（試験管内で）に対応して作られた用語で、「コンピュータ（シリコンチップ）の中で」を意味するこの概念は主に薬物探索分野で使われてきた。インシリコスクリーニングとは、新規薬物の候補化合物の構造などの情報とそれに対応する薬理活性や副作用などの情報をデータベース化して、コンピュータに入力し、コンピュータ上で仮想実験を行い、薬物として優れた性質を持つ化合物を選択すること。化合物ライブラリーが膨大になればなるほど、すべて科学実験で探索することは不可能なので、正確にインシリコスクリーニングできる方法の確立が強く望まれている。
掲載紙：Foods, 10, 2496 (2021)
論文タイトル：In Silico Screening of a Bile Acid Micelle Disruption Peptide
for Oral Consumptions from Edible Peptide Database
著者：Kento Imai, Yuri Takeuchi, Kazunori Shimizu and Hiroyuki Honda
黑料网大学院工学研究科生命分子工学専攻
DOI ： 10.3390/foods10102496
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