天然生理活性物質2-oxo-imidazole dipeptidesの生理機能の解明

われわれの身体の中では、生体内の環境（酸化還元状態やpH）を調節するための様々な機能性分子が産生されています。そのなかでもカルノシンなどのイミダゾールジペプチド（IDPs）は、pH緩衝作用や抗酸化活性など様々な生理活性を示し、運動パフォーマンスの向上や疾病の予防などに寄与することが報告されています1)。特に、IDPsは様々な食肉中に豊富に含まれているため、食を通した健康維持という観点からも近年注目を集めています2)。一方で、IDPsがこれらの効果を発揮するメカニズムについては不明な点が多く残っており、詳細な分子機構の解明が課題となっています。

当研究室では、東京大学の内田浩二教授との共同研究により、IDPsと酸素原子が結合して生成される2-オキソIDPsの生体内産生を世界に先駆けて発見しました3,4)。さらに、2-オキソIDPsがIDPsよりもはるかに高い抗酸化活性を示すことを明らかにし、これまで報告されてきたIDPsの活性の本体が2-オキソIDPsである可能性を見出しました5)。現在までに、2-オキソIDPsが優れた抗酸化・抗ニトロ化活性を示すことに加え6)、2-オキソIDPsが様々な脊椎動物種の食肉中に含まれていることなどを明らかにしています7,8)。これらの解析には質量分析装置を用いた高感度・高選択的な検出/定量技術が不可欠であり、当研究室ではこれまでのノウハウを活かした、世界最先端の2-オキソIDPs研究を展開しています。

参考文献

  1. Boldyrev A.A. et al., Physiology and pathophysiology of carnosine. Rev. 93, 1803–1845 (2013). 10.1152/physrev.00039.2012
  2. Wu G. Important roles of dietary taurine, creatine, carnosine, anserine and 4-hydroxyproline in human nutrition and health. Amino Acids 52, 329–360 (2020). 10.1007/s00726-020-02823-6
  3. Ihara H. et al., 2-Oxo-histidine-containingdipeptides are functional oxidation products. Biol. Chem. 294, 1279–1289 (2019). 10.1074/jbc.RA118.006111
  4. Kakihana Y. et al., Distribution and quantitative analysis of homoanserine and its 2-oxo derivative in mouse tissues. Free Radic. Res. 55, 579–588 (2021). 1080/10715762.2021.1888945
  5. Kasamatsu S. et al., 2-oxo-imidazole-containing dipeptides play a key role in the antioxidant capacity of imidazole-containing dipeptides. Antioxidants 10, 1434 (2021). 3390/antiox10091434
  6. Matsukura K. et al., 2-Oxo-imidazole dipeptides inhibit peroxynitrite-dependent tyrosine nitration. Biophys. Res. Commun. 668, 77–81 (2023). 10.1016/j.bbrc.2023.05.074
  7. Komae S. et al., 2-Oxo-imidazole dipeptides in meat. Biotechnol. Biochem. 86, 1576–1580 (2022). 10.1093/bbb/zbac138
  8. Komae S. et al., Quantitative Determination of 2-Oxo-Imidazole-Containing Dipeptides by High Performance Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry. Antioxidants 11, 2401 (2022). 10.3390/antiox11122401