研究の目的
食品タンパク質等これまで生理活性ペプチドの前駆体とは見なされていなかったタンパク質中に、神経系、循環系、免疫系等に作用する低分子ペプチド配列が潜在的に含まれている例を見出してきたが、このような生理活性ペプチドをより広範に探索し、経口投与で有効なものを各種生活習慣病予防機能を持つ食品成分として利用する。
次に、このようなペプチドをリード物質として構成アミノ酸残基を置換することにより、生理活性を強化する。こうして得られた高機能化ペプチドを高いタンパク質生産能を有する大豆子実で発現させることにより安価に生産し、生活習慣病予防機能を高めた食品または医薬品素材としての利用を図る。
研究項目及び実施体制(◎は研究代表者)
- 食品タンパク質に含まれる生理活性ペプチドの探索と機能解析並びにそれに基づいた高機能化タンパク質の設計と安全性の確認
(◎吉川正明/京都大学大学院農学研究科) - 高機能化タンパク質蓄積作物の開発
(石本政男/独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 北海道農業研究センター)
研究の内容及び主要成果
- 乳、卵、肉、血液等に含まれる動物タンパク質および大豆、米、小麦、菜種、緑葉等に含まれる植物タンパク質中に潜在的に含まれている生理活性ペプチド配列を種々の方法により探索した結果、鎮痛または抗鎮痛、抗不安、記憶増強、摂食調節等の中枢作用および動脈弛緩、血圧低下、コレステロール低下、免疫系調節、抗脱毛、育毛促進等の末梢作用を示すペプチドが多数得られ、それらの多くが経口投与の際に有効であった。
- 卵白アルブミン消化物から単離した、動脈弛緩・血圧降下ペプチドOvokinin(2-7) (RADHPF)を基に、作用が100倍強力なペプチドNovokinin (RPLKPW)を設計した。NovokininはアンジオテンシンAT2レセプターを介して作用するという新しいタイプの血圧降下ペプチドであり、他に摂食抑制、抗肥満、血糖低下、育毛促進等興味深い作用を示した。本ペプチドを組込んだ大豆7Sタンパク質(β-コングリシニンα')を発現する遺伝子改変大豆を自然発症高血圧ラットに0.5 g/kgの用量で経口投与することにより、有意な血圧降下作用が認められた。同様の手法により、数種類の高機能化ペプチドおよび動物由来ペプチドの大豆種子での発現に成功した。
見込まれる波及効果
各種生活習慣病予防機能を有する食品素材の安価な生産、健康の維持・増進にとって理想的な食品タンパク質を合理的に設計・生産するシステムの確立、さらには生活習慣病の予防による医療費の軽減と健全な長寿社会の実現への貢献が期待される。
主な発表論文
- Tsuruki T., et al. : A soy-derived immunostimulating peptide inhibits etoposide induced alopecia in neonatal rats.J. Invest. Dermatology 122 : 848-850 (2003)
- Onishi K., et al. : Optimal designing of β-conglycinin to genetically incorporate RPLKPW, a potent anti-hypertensive peptide. Peptides 25 : 37-43 (2004)
- Marczak E.D., et al. : Arg-Ile-Tyr (RIY) derived from rapeseed protein decreases food intake and gastric emptying after oral administration in mice. Peptides 27 : 2065-2068 (2006)
- Kamauchi S., et al. : Gene expression in response to endoplasmic reticulum stress in Arabidopsis thaliana. FEBS J. 272: 3461-3476 (2005)
- Kita Y., et al. : Genetic improvement of the somatic embryogenesis and regeneration in soybean and transformation of the improved breeding lines. Plant Cell Reports in press (2007)
研究のイメージ
