JP6693654B2 - 生体防御用組成物及びその用途 - Google Patents
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Description
イネゲノム中にはディフェンシンなど既知の抗菌タンパク質のホモログが存在するが、イネの生体防御に対する寄与は不明である。
〔1〕米糠タンパク質酵素加水分解物を含有する生体防御用組成物。
〔2〕米糠タンパク質酵素加水分解物が、分子量1000〜3000であり、等電点が10以上のペプチドを含有する前記〔1〕に記載の生体防御用組成物。
〔3〕米糠タンパク質酵素加水分解物が、以下の(A)〜(C)のいずれかのアミノ酸配列を含み、アミノ酸残基数が600以下であり、生体防御作用を有するタンパク質又はペプチドを含有する前記〔1〕又は〔2〕に記載の生体防御用組成物。
(A)配列番号1〜24のいずれかで示されるアミノ酸配列
(B)(A)のアミノ酸配列において1個〜数個のアミノ酸の保存的置換又は欠失を有するアミノ酸配列
(C)前記(A)又は(B)のアミノ酸配列において少なくとも4つの連続するアミノ酸からなるアミノ酸配列
〔4〕酵素がペプシン、トリプシン、キモトリプシン及びパパインからなる群より選択される1以上である前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の生体防御用組成物。
〔5〕以下の(A)〜(C)のいずれかのアミノ酸配列を含み、アミノ酸残基数が600以下であり、生体防御作用を有するタンパク質又はペプチドを含有する生体防御用組成物。
(A)配列番号1〜24のいずれかで示されるアミノ酸配列
(B)(A)のアミノ酸配列において1個〜数個のアミノ酸の保存的置換又は欠失を有するアミノ酸配列
(C)前記(A)又は(B)のアミノ酸配列において少なくとも4つの連続するアミノ酸からなるアミノ酸配列
〔6〕生体防御が抗菌、抗炎症及び創傷治癒からなる群より選択される1以上である前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の生体防御用組成物。
〔7〕前記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の生体防御用組成物を含有する飲食品、飲食品添加物、医薬品、医薬部外品、化粧品又は飼料。
米糠タンパク質酵素加水分解物は、米糠タンパク質を酵素により加水分解することにより得られる。
原料となる米糠は、玄米を精米することにより得ることができる。米糠は、白米部分の含量が少ないことが好ましい。好ましくは精米歩合が85%以上の精米により得られる米糠であり、より好ましくは精米歩合が90%以上の精米により得られる米糠であり、さらに好ましくは精米歩合が95%以上の精米により得られる米糠である。また、米糠には脱脂米糠が含まれ、米糠から米油を抽出した残渣である脱脂米糠は、本発明において米糠抽出物の原料として好適に用いることができる。
酵素として例えば、ペプシン、トリプシン、キモトリプシン、パパイン等が挙げられる。用いる酵素に応じた至適pH及び至適温度で米糠タンパク質を加水分解することが好ましい。米糠タンパク質酵素加水分解物は、分子量が例えば1000〜3000であってもよく、1000〜2000であってもよく、2000〜3000であってもよく、1500〜2500であってもよい。米糠タンパク質酵素加水分解物は、pH7における実効電荷が正であることが好ましく、+1〜5であることがより好ましい。米糠タンパク質酵素加水分解物は、等電点が例えば10以上であることが好ましく、10.5以上であることがより好ましい。
米糠タンパク質酵素加水分解物は、例えば、以下の(A)〜(C)のいずれかのアミノ酸配列を含み、アミノ酸残基数が600以下であり、生体防御作用を有するタンパク質又はペプチド(以下、本発明におけるタンパク質又はペプチドともいう)を通常含有していている。
(A)配列番号1〜24のいずれかで示されるアミノ酸配列
(B)(A)のアミノ酸配列において1個〜数個のアミノ酸の保存的置換又は欠失を有するアミノ酸配列
(C)前記(A)又は(B)のアミノ酸配列において少なくとも4つの連続するアミノ酸からなるアミノ酸配列
本発明のタンパク質又はペプチドがC末端以外にカルボキシル基又はカルボキシレートを有している場合、それらの基がアミド化又はエステル化されているものも本発明のタンパク質又はペプチドに含まれる。本発明のタンパク質又はペプチドがN末端以外にアミノ基を有している場合、そのアミノ基がアミド化されているものも本発明のタンパク質又はペプチドに含まれる。
本発明におけるタンパク質又はペプチドは、元のタンパク質又はペプチドの特性が保持される限り、D−アミノ酸を含んでもよく、非天然アミノ酸を含んでもよい。また、本発明におけるタンパク質又はペプチドは、元のタンパク質又はペプチドの特性が保持される限り、タンパク質又はペプチドに他の物質を連結してもよい。タンパク質又はペプチドに連結可能な他の物質としては、例えば、他のタンパク質又はペプチド、脂質、糖又は糖鎖、アセチル基、天然又は合成のポリマー等が挙げられる。また、本発明におけるタンパク質又はペプチドは、元のタンパク質又はペプチドの特性が保持される限り、タンパク質又はペプチドに、糖鎖付加、側鎖酸化、リン酸化等の修飾を行ってもよい。
これらの技術は従来充分に確立されていて、本発明においてもそれらに従ってよい。また、本発明における保護基は保護される基の反応性を封止するものであればどのようなものであってもよく、本発明のタンパク質又はペプチドは保護基を有したまま生体に投与してもよい。
すなわち、本発明は以下の(A)〜(C)のいずれかのアミノ酸配列を含み、アミノ酸残基数が600以下であり、生体防御作用を有するタンパク質又はペプチドを含有する生体防御用組成物も包含する。
(A)配列番号1〜24のいずれかで示されるアミノ酸配列
(B)(A)のアミノ酸配列において1個〜数個のアミノ酸の保存的置換又は欠失を有するアミノ酸配列
(C)前記(A)又は(B)のアミノ酸配列において少なくとも4つの連続するアミノ酸からなるアミノ酸配列
当該タンパク質又はペプチドについての説明としては、上記本発明の米糠タンパク質酵素加水分解物を含有する生体防御用組成物におけるタンパク質又はペプチドと同意義であってよい。
本発明において、生体防御とは特に限定されないが、例えば抗菌、抗炎症及び創傷治癒等が挙げられる。抗菌活性を有することは、例えばP. gingivalis ATCC 33277等のグラム陰性細菌、S. mutans JCM 5705、P. acnes JCM 6473等のグラム陽性細菌、C. albicans NBRC 1385等の真菌等の培養培地にサンプルを添加し、生菌に由来するアデノシン三リン酸(ATP)を定量し、コントロール群のそれと比較することにより得られる菌増殖阻害率(%)を算出することにより確認することができる。本発明において、上記菌のいずれか1以上の菌の増殖阻害率が10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましく、30%以上であることがより好ましく、40%以上であることがより好ましく、50%以上であることがより好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。
溶血活性(%)=(AS−A0)×100/(AT−A0)
(A0は無添加のときの吸光度、Asは各サンプルを添加したときの吸光度、及びATは0.1質量%TritonX−100を添加したときの吸光度をそれぞれ示す。)
本発明の飲食品、飲食品添加物、医薬品、医薬部外品、化粧品又は飼料は、前記生体防御用組成物を含有する。
飲食品には、健康食品、機能性食品、虫歯予防等を目的とする特定保健用食品、病者用食品、サプリメントが含まれる。飲食品の形態は特に限定されない。例えば茶飲料、清涼飲料、炭酸飲料、栄養飲料、果実飲料、乳酸飲料等の飲料、そば、うどん、中華麺、即席麺等の麺類、飴、のど保護、口臭除去、清涼感付与等の機能性を有するキャンディー、虫歯予防、口臭除去、清涼感、眠気防止等の機能性を有するガム、チョコレート、スナック菓子、ビスケット、ゼリー、ジャム、クリーム、焼き菓子、パン等の菓子およびパン類、かまぼこ、ハム、ソーセージ等の水産・畜産加工食品、加工乳、発酵乳等の乳製品、サラダ油、てんぷら油、マーガリン、マヨネーズ、ショートニング、ホイップクリーム、ドレッシング等の油脂および油脂加工食品、ソース、たれ等の調味料、カレー、シチュー、丼、お粥、雑炊等のレトルトパウチ食品、アイスクリーム、シャーベット、かき氷等の冷菓などを挙げることができる。サプリメントは、例えば錠剤、顆粒剤、散剤、ドリンク剤等の形態で提供することができる。飲食品添加物の形態は特に限定されないが、例えば、液状、ペースト状、粉末状、フレーク状、顆粒状等が挙げられる。本発明の飲食品添加物は、一般的な飲食品添加物の製造方法に従って製造することができる。
一般的に例えば、体重約60kgのヒトにおいては、本発明におけるタンパク質又はペプチドを1日当たり約0.01〜1000mg、好ましくは約0.1〜100mg、より好ましくは約0.5〜50mg摂取してもよい。
本発明の医薬は、剤型、投与方法、担体等により異なるが、本発明におけるタンパク質又はペプチドを製剤全量に対して通常0.01〜100%(w/w)、好ましくは0.1〜95%(w/w)の割合で添加することにより、常法に従って製造することができる。
投与量は、投与対象、症状、投与ルートなどにより差異はあるが、経口投与の場合、一般的に例えば、体重約60kgのヒトにおいては、1日当たり約0.01〜1000mg、好ましくは約0.1〜100mg、より好ましくは約0.5〜50mgである。1日当たりの総投与量は、単一投与量であっても分割投与量であってもよい。本発明の医薬又は医薬部外品は、他の有効成分(例えば、オリザスタチン等の生体防御剤として公知の有効成分等)を含有していてもよい。
1.米糠タンパク質由来ペプチドの調製
ビーカーに3.00 gの米糠タンパク質(Tsuno-RBPTM 55、築野食品工業株式会社)を秤量し、60 mLの超純水を加え、ホモジナイザーPOLYTRON(KINEMATICA)を用いて懸濁液を均質化した。次に、Spectra/Por(登録商標) Dialysis Membrane, MWCO: 6,000-8,000 Da (132655: Spectrum Laboratories, Inc.) を用いて均質化した懸濁液を一晩の間透析を行うことによって、低分子成分を除去した。その後、透析した懸濁液を三角フラスコに取り出し、トリプシン(T0303-1G:Sigma-Aldlich)とキモトリプシン(C4129-1G:Sigma-Aldrich)の等質量混合物,ペプシン(P7012-1G:Sigma-Aldlich),又はパパイン(164-00172:和光純薬工業)を米糠タンパク質との重量比が2%(w/w)となるように加えた。得られた懸濁液の温度を、トリプシンとキモトリプシンの等質量混合物は37℃,ペプシンは37℃,又はパパインは50℃になるように恒温槽を用いて調節し、3〜6時間加水分解反応を行った。反応終了後、反応を停止させるため、90 ℃にて10分間の熱処理を行い、プロテアーゼを失活させた。ただし、ペプシンを用いた場合には加熱による失活操作を行わずに、5M NaOHを添加しpHを上昇させることによって失活させた。プロテアーゼを失活させた後、懸濁液を遠心分離用チューブに分注し、10,000 ×g、4 ℃の条件にて30分間遠心分離を行った。遠心分離によって得られた上澄液は、Spectra/Por(登録商標) Dialysis Membrane, MWCO: 500〜1,000 (131096, Spectrum Laboratories, Inc.) を用いて、再度透析を行うことによって、遊離アミノ酸などの低分子成分を除去した。この透析液をアシストチューブに回収し、−80℃で凍結した後、凍結乾燥機(FDU-2100 、EYELA) を用いて凍結乾燥を行った。
前記のようにして調製した200 mgの米糠タンパク質の酵素加水分解物を、分取用等電点電気泳動装置(Rotofor(登録商標) 170-2950、Bio-Rad)を用いて20のフラクションに分画した。すなわち、200 mgの加水分解物を50 mLの超純水に溶解して、サンプル溶液とした。分離は12Wにて150分間行った。電気泳動泳動が終了した後、各フラクションを回収し、pHを測定した後、−80 ℃において凍結し、凍結乾燥機を用いて凍結乾燥し、回収された重量を測定した。
逆相クロマトグラフィーは、ポンプ(LC-10ATvp:島津製作所)、オンラインデガッサー(DGU-12A:島津製作所)、カラムオーブン(CTO-10Avp:島津製作所)、検出器(SPD- 10AVvp:島津製作所)、フラクションコレクター(FRC-10A:島津製作所)、システムコントローラー(SCL-10Avp:島津製作所)を連結した高速液体クロマトグラフィー装置を使用した。クロマトグラフィー操作とデータ解析にはソフトウェア(LabSolutions、島津製作所)を用いた。分離カラムはCAPCELL PAK C-18(カラム:直径10mm×長さ150 mm、粒子径 5 μm, SHISEIDO: 90603)およびInertsil WP300 C8(カラム:直径10×長さ150 mm, 粒子径5 μm, GL Science Inc.: 5020-85735)を用いた。溶出液はアセトニトリル(カタログ番号:1.00030.4000、メルク株式会社)、トリフルオロ酢酸(34833-92: ナカライテスク)および超純水を使用し、調製した。溶出液Aとして0.1 %(v/v) トリフルオロ酢酸、及び溶出液Bとして0.1 %(v/v) トリフルオロ酢酸を含む 80 % (v/v)アセトニトリルを用いた。
溶出液Bの濃度を、初期濃度0 %(v/v)から毎分1 %(v/v)の速度で直線的に高めて、70分後に70 %(v/v)となるように、さらに70〜90分の間は100 %(v/v)となるようにタイムプログラムを設定し、溶出した。流速は2.0 mL/minとして、溶出開始7分後から30秒ごとに溶出液を分取し、波長210 nmにおける吸光度を測定し、ピークを検出した。各ピーク画分は、−80 ℃において凍結し、凍結乾燥機(FDU-2100 、EYELA) を用いて凍結乾燥した。
各ピークのフラクションを再度、同じ分離カラムを用いて、精製し、単一ピークを得た。
ペプチドの質量(MS)解析を行うために、マトリックスとしてα-cyano-4-hydroxy-cinnamic acid [HCCA](#201344: Bruker Daltonics社)、キャリブレーション試薬としてPeptide calibration standard II(#222570: Bruker Daltonics社)を使用した。500 μLの TA溶液(100 %(v/v)アセトニトリル:0.1 % (v/v)トリフルオロ酢酸 = 1:2 [v/v]の割合で混合した緩衝液)にHCCAを耳かき1杯程度混ぜた後、10分間の超音波処理によって溶解させ、HCCA飽和溶液(マトリックス溶液)を調製した。調製したマトリックス溶液を9,000 ×gにて10分間遠心分離し、MS用サンプルチューブ(Eppendorf)内において、2 mL の80 % (v/v)アセトニトリルで溶解した1 μLのサンプル溶液と4 μLのマトリックス溶液の上澄液を混合した。調製した5 μLのマトリックス混合サンプルのうち1 μLを質量分析専用プレート(MTP 384 target plate ground steel T F; Bruker Daltonics社)にスポットし、乾燥するまで静置した。また、分子量のキャリブレーションのため、キャリブレーション試薬をサンプルと同様に調製して、スポットした。
スポットしたサンプルおよびキャリブレーション試薬が乾燥した後、Auto Flex-III(登録商標)(Bruker Daltonics社) を用いてMALDI-TOF/MSおよびMS/MS解析を行った。MS- Rangeはm/z 800〜43,000の範囲で調節し、検出器の電位は1300〜1800 Vとして走査した。得られたMS又はMS/MSのスペクトルは、処理ソフトflexAnalysis(登録商標)(Bruker Daltonics社)およびbiotools(登録商標)(Bruker Daltonics社)を用いてデータを処理した後、解析ソフトMascot search(登録商標)(Matrix Science Ltd.)を用いて、NCBIのデータベース (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/fasta.shtml,2015年1月27日付) と照合し、候補ペプチドの検索を行った。このとき、サンプルの消化酵素として特定の酵素を選択しない“none”を選択して検索した。表2は、酵素としてペプシンを用いた場合の米糠タンパク質加水分解物(ペプチド)を示す。表3は、酵素として、トリプシンとキモトリプシンの等質量混合物を用いた場合の米糠タンパク質加水分解物(ペプチド)を示す。
1.抗菌試験
等電点電気泳動によって分画した各フラクション又は表2と表3に示すフラクションに含まれる同定したペプチドを培地に添加し、表4に示す被験菌を培養した。
S. mutans JCM 5705は、BHI培地(1L中、豚脳エキス末4.0g、豚ハートエキス末4.0g、ペプトン17.5g、ブドウ糖2.0g、塩化ナトリウム5.0g、リン酸水素二ナトリウム2.5g、pH7.2)を用いて、通性嫌気条件下、37℃で6時間静置培養した。
P. acnes JCM 6473は、GAM培地(1L中、ペプトン10.0g、ダイズペプトン3.0g、プロテオーゼペプトン10.0g、消化血清末13.5g、酵母エキス5.0g、肉エキス2.2g、肝臓エキス1.2g、ブドウ糖3.0g、リン酸二水素カリウム2.5g、塩化ナトリウム3.0g、溶性デンプン5.0g、L−システイン塩酸塩0.3g、チオグリコール酸ナトリウム0.3g、pH7.1)を用いて、通性嫌気条件下、37℃で24時間静置培養した。
C. albicans NBRC 1385の培地は、YM培地(1L中、グルコース10.0g、ペプトン5.0g、酵母エキス3.0g、麦芽エキス1.0g、pH6.2)を用いて、通性嫌気条件下、25℃で24時間静置培養した。
被験菌に対する抗菌活性試験は、以下の手順で行った。被験菌の培養に用いたものと同じ培地に、80μLの各被験菌の培養液を播種した後、所定の温度に設定したインキュベーターに入れて所定の時間培養した。その後、新たな培地に植え継いで、さらに所定の時間培養した。得られた前培養液を段階希釈することでOD650=5.0×10−5の菌液を調製した。
次に、リザーバーを用意して、各レーンに300μLの1.33倍濃度の培地、100μLの各ペプチド溶液(等電点電気泳動によって分画した各フラクションの濃度は3mg/mLに調節した。また化学合成したペプチドの濃度は、300μM又は500μMに調節した。)、100μLの前記菌液を添加してよく混合した。
コントロールとブランクには、ペプチド溶液の代わりに同量の滅菌水を添加し、更にブランクには菌液の代わりに1倍濃度の各培地を同量添加した。ペプチド溶液を添加したもの、コントロール及びブランクのそれぞれを96ウェル培養プレート(#3595、Corning社製)のウェルに100μLずつ分注し、前記各被験菌の培養条件と同じ条件で培養を行った。
各ペプチドの抗菌活性は、生菌に由来するATPを定量することによって評価した。
生菌に由来するATPの定量は、BacTiter・Glo(登録商標)Microbial Cell Viability Assay Kit(Promega社製)を用いたルシフェリン−ルシフェラーゼ発光法により行った。以下のように微生物からATPを抽出し、ATP量に応じた発光強度から微生物量を測定した。
具体的には、まず、培養プレートの各ウェルに分注した100μL被験菌培養液に対して10μLのルシフェールATP消去試薬(キッコーマン株式会社製)を添加し、10分間撹拌することによって生菌体外に存在するATPを分解消去させてサンプルとした。
次に、あらかじめ96穴プレート(OptiPlate−96、PerkinElmer社製)の各ウェルに分注した50μLのATP発光試薬に対して、前記サンプルを50μL添加した。各ウェルの生菌に由来するATP発光強度(発光波長560nm)を、マイクロプレートリーダー1420(Multilabel Counter Arvo(登録商標)MX、PerkinElmer社製)を用い、Relative Light Unit (RLU)として測定した。1サンプルについて3回測定を行い、測定は、各菌の対数増殖初期において行った。抗菌活性は、抗菌成分を含まないコントロールのRLUを100%とし、それぞれの濃度のおけるRLUを求め、増殖阻害率を算出した。
各フラクションに含まれる同定したペプチドのうち、12種類のペプチド(配列番号13〜24)を化学合成した。各ペプチドは、ペプチド合成装置(PSSM−8、株式会社島津製作所製)を用いて合成し、カラム(Cadenza CD−C18、インタクト株式会社製)を装着したHPLC(10A system、株式会社島津製作所製)にて以下の精製条件で精製した。これらのペプチドの抗菌活性を上記と同じ方法で測定した。
<精製条件>
・溶媒A:0.1%(w/v)トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル
・溶媒B:0.1%(w/v)トリフルオロ酢酸を含む水
・流速:1.0 mL/分間
・波長:220 nm
・インジェクション容量:20μL
・グラジエント条件:0.01分間(溶媒A 10体積%、溶媒B 90体積%)→25.0分間(溶媒A 35体積%、溶媒B 65体積%)→25.1分間(溶媒A 100体積%、溶媒B 0体積%)→30分間(停止)
「エンドスペシーES−50Mセット」(生化学工業株式会社製)及び「エンドトキシン標準品CSE−Lセット」(生化学工業株式会社製)を用いてエンドトキシン中和活性を評価した。
12種類の合成ペプチド(配列番号13〜24)を用いた。96ウェルプレート(#3595 マルチプルウェルプレート(平底)、Corning社製)の各ウェルにエンドトキシン標準品(0.10EU/mL)25μL及びペプチド溶液(最終濃度1μM及び10μM)を加えて、37℃にて30分間又は35分間振盪しながらインキュベーションした。次に、50μLの前記セットに含まれていたLAL試薬を各ウェルに添加し、37℃で10分間振盪しながらインキュベーションした。その後、マイクロプレートリーダー(2030 Arvo X、PerkinElmer社製)を用いて、波長405nmの吸光度を測定した。ペプチド溶液の代わりに蒸留水(エンドトキシンフリー)を添加したものをコントロールとし、コントロール(0μM)の吸光度を100%とした時の相対値をエンドトキシン中和活性とした。
合成ペプチドの創傷治癒作用を、HUVEC(ヒト臍帯静脈血管内皮細胞、倉敷紡績株式会社製、KE−4109)の管腔形成促進作用に基づいて評価した。
96穴プレート(#3595, Corning社製)を用いて、HUVECを3〜4日間コンフルエントになるまで培養した後、HEPES緩衝液(倉敷紡績株式会社製、HK−3320)を用いて洗浄し、不純物を取り除いた。次に、トリプシン/EDTA(倉敷紡績株式会社製、HK−3120)で3分間処理し、剥がれてきたHUVECを回収し、トリプシン中和液(倉敷紡績株式会社製、HK−3220)に添加した。この細胞懸濁液を800rpmで5分間遠心分離した後、上澄み液を除去し、HuMedia−EG2(倉敷紡績株式会社製、KE−2150S)を加えて細胞濃度を2.0×105cells/mLに調整した。得られた細胞懸濁液と各ペプチドとを1:1(v/v)の割合で混合した。
本実験では、ヒト由来の創傷治癒作用を有する生体防御ペプチドとして知られているLL−37(Leu−Leu−Gly−Asp−Phe−Phe−Arg−Lys−Ser−Lys−Glu−Lys−Ile−Gly−Lys−Glu−Phe−Lys−Arg−Ile−Val−Gln−Arg−Ile−Lys−Asp−Phe−Leu−Arg−Asn−Leu−Val−Pro−Arg−Thr−Glu−Ser:ペプチド配列番号25/株式会社ペプチド研究所製、4445−s)をポジティブコントロールとして用いて、合成ペプチドの管腔形成促進作用を評価した。なお、LL−37がヒト由来の創傷治癒作用を有する生体防御ペプチドであることは、例えば、1) M. Carretero, M. J. Escamez, M. Garcia, B. Duarte, A. Holguin, L. Retamosa, J. L. Jorcano, M. del Rio, and F. Larcher: In vitro and in vivo wound healing promoting activity of human cathelicidin LL−37. Journal of Investigative Dermatology, (2008) Vol.128, pp.233−236.、2) R. Ramos, J. P. Silva, A. C. Rodrigues, R Costa, L. Guardao, F. Schmitt, R. Soares, M. Vilanova, L. Domingues, and M. Gama: Wound healing activity of the human antimicrobial peptide LL37. Peptides, (2011) Vol.32, pp.1469−1476.などに記載されている。
マトリゲル内でHUVECが形成した管腔構造を、顕微鏡を用いて40倍の倍率で観察し、写真撮影を行った。また、得られた画像から300×400pixelの範囲を抽出し、形成された管腔構造をした細胞の長さの合計値を測定し、各ペプチドの創傷治癒作用を評価した。
緬羊脱繊維無菌血液(0102−1、株式会社日本バイオテスト研究所製、以下「赤血球」とも称する)を用いて、前記ペプチドの溶血活性を試験した。
マイクロチューブ中にて、40μlの赤血球を960μlの生理的食塩を含むリン酸緩衝液(PBS: pH 7.2)に4体積%になるように懸濁して懸濁液とした。前記懸濁液を5,000rpmにて、5分間遠心分離した後、上清液を除き、新たに960μLのPBSを加えて赤血球を再懸濁した。この操作を3回繰り返した後、得られた赤血球をサンプルとして用いた。任意の濃度に希釈された12種類のペプチド(配列番号13〜24)溶液、又は0.1質量% TritonX−100(595−13135、和光純薬工業株式会社製)を96穴プレート(#3595、Corning社製)の各ウェルに50μlずつ分注した。次に、4体積%の赤血球懸濁液を各ウェルに50μLずつ分注した後、37℃にて1時間インキュベーションした。その後、4,000rpmにて10分間遠心分離を行った。遠心分離によって得られた50μLの上清液を、あらかじめ50μLのPBS又は水を分注しておいたウェルに添加した。マイクロプレートリーダー(2030 ArvoTM X、PerkinElmer社製)を用いて、各ウェルの405nmにおける吸光を測定した。前記ペプチドを添加しないときの吸光度を0%、及び前記ペプチドの代わりに0.1質量% TritonX−100を添加したときの吸光度を100%として、次の式を用いて溶血活性を評価した。
溶血活性(%)=(Apeptide−A0)×100/(ATritonX−100−A0)
ここで、A0は無添加のときの吸光度、Apeptideは各ペプチドを添加したときの吸光度、及びATritonX−100は0.1質量%TritonX−100を添加したときの吸光度をそれぞれ示す。
<抗菌活性>
図3〜6から明らかなように、ペプシンを用いた米糠タンパク質加水分解物(フラクション)は、等電点が高いフラクションに抗菌活性を検出した。すなわち、No.18〜20のフラクションはP. gingivalis ATCC 33277とP. acnes JCM 6473に対して強い抗菌活性を示した。また、No.20のフラクションは、グラム陽性菌のS. mutans JCM 5705、及び日和見感染真菌のC. albicans NBRC 1385に対しても、強い抗菌活性を示した。
一方、図7〜10から明らかなように、トリプシンとキモトリプシンの等質量混合物を用いた米糠タンパク質加水分解物(フラクション)は、等電点が高いNo.20のフラクションはP. gingivalis ATCC 33277とP. acnes JCM 6473に対して強い抗菌活性を示した。
合成ペプチド(表5)
表5から明らかなように、いずれのペプチドもP. gingivalis ATCC 33277に対して抗菌活性を示した。また、配列番号16のペプチドは、グラム陽性菌のS. mutans JCM 5705、及びP. acnes JCM 6473、並びに真菌のC. albicans NBRC 1385に対して、すべて抗菌活性を示した。
前記配列番号20のペプチドは、特に代表的な歯周病であるP. gingivalis ATCC 33277、ニキビ原因菌であるP. acnes JCM 6473、及び日和見感染真菌のC. albicans NBRC 1385に対して抗菌活性を示した。
表5から明らかなように、配列番号13,14,15,16,17,18,19,20,21,24の10種類のペプチドは濃度依存的にエンドトキシンを中和することが示された。特に、配列番号15、16、20の中和活性は、ポリミキシンB(P1004−1、Sigma社製;医療用の抗菌薬であり、0.1μMにおいて約50%の中和活性を示す。)と同等であった。
各ペプチド及びLL−37のHUVECに対する管腔形成促進作用を図11及び12に示した。また、ペプチドを添加したときの細胞の長さのペプチドを添加していないコントロ-ルの細胞長さに対する割合を表5にまとめた。図11及び12並びに表5から明らかなように、12種類のうち8種類のペプチド(配列番号13、14、16、17、18、19、22及び24)は、LL−37と同じ濃度範囲において管腔形成促進作用を示し、その作用は濃度に依存していた。また、顕微鏡観察した結果から、10 μMのペプチドを添加したときに、10 μMのLL−37を添加したときと同じように、無添加の場合に比べて細胞の増殖が促進され、管腔構造をした細胞の長さが増加していることがわかった。したがって、8種類のペプチド(配列番号13、14、16、17、18、19、22及び24)は、LL−37と同じようにHUVECの管腔形成促進作用を有することから、創傷治癒作用があることがわかった。
強い抗菌活性を有するが、同時に強い溶血活性を持つハチ毒中の抗菌ペプチドであるMelittin(511−97531、Serva Electrophoresis社製)は、10μMにおいても94%の溶血活性を示した。一方、前記ペプチドは、表5から明らかなように、500μMの濃度においてほとんど溶血活性を示さなかった。したがって、前記ペプチドは、抗菌活性、抗炎症活性、及び創傷治癒作用を示す濃度範囲において、溶血活性を示さないことが確認された。
Claims (2)
- 配列番号13〜24のいずれかで示されるアミノ酸配列からなり、抗菌活性、抗炎症活性及び創傷治癒活性からなる群より選択される1以上の活性を有するペプチドを含有する生体防御用組成物。
- 請求項1に記載の生体防御用組成物を含有する飲食品、飲食品添加物、医薬品、医薬部外品、化粧品又は飼料。
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