岐阜大学応用生物科学部山内恒生助教のグループは、タンニン^注1)のタンパク質凝集モデルの作成に成功しました。タンニンは代表的なポリフェノールのひとつであり、多くの生物活性が報告されている他、食品の渋み成分としても知られています。これらはタンニンのもつタンパク質への強い相互作用が原因であると考えられていましたが、これまでタンニンのタンパク質への作用様式は分子レベルで明らかにされていませんでした(図１)。本研究において、タンニンは中国の漢方で用いられる鶏血藤から分離し、核磁気共鳴分光 (NMR)法^注2)とチオール分解法^注3)で構造解析しました。得られた縮合型タンニンはコラーゲン分解酵素であるmatrix metalloproteinase-1 (MMP-1) ^注4)を強力に阻害し、凝集活性も示しました。ドッキングシミュレーション^注5)及びNMRを用いた解析により、これらのタンニンのMMP-1への結合箇所を明らかにしました。この結合箇所を架橋点として、タンパク質同士を繋げることで縮合型タンニンがタンパク質を凝集していると考え、タンパク質凝集の分子モデルの作成に世界で初めて成功しました。タンニンのタンパク質結合様式が分子レベルで明らかになる事で、ポリフェノールの健康効果や、ワインやお茶などの食品の「渋み」のメカニズムが明らかになると期待されます。
　本研究成果は、日本時間2023年3月6日に英国の国際誌であるFood Chemistry誌のオンライン版で発表されました。

発表のポイント

• タンニンの構造を核磁気共鳴分光 (NMR)法とチオール分解法で明らかにしました。
• このタンニンがコラーゲン分解酵素であるMMP-1の活性を阻害し、凝集させました。
• NMR法、ドッキングシミュレーションにより、タンニンのタンパク質結合位置を推測しました。
• NMR法の結果を基にタンニンとタンパク質の凝集モデルの作成に成功しました。

詳しい研究内容について

タンニンのタンパク質凝集モデルの作成に成功
　　　―ポリフェノールの渋みや生物活性メカニズムの解明に期待―

論文情報

• 雑誌名：Food Chemistry
• 論文名：Protein aggregation model to explain the bioactivity of condensed tannins
• 著　者：Kosei Yamauchi, Mayu Soyano, Miho Kobayashi, Yuji O.Kamatari, Tohru Mitsunaga
• DOI番号：10.1016/j.foodchem.2023.135870
• 論文公開URL： https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.135870

用語解説

• 注1) タンニン：
  植物中に広く分布するポリフェノールの一種。加水分解性タンニンと縮合型タンニンに大別される。縮合型タンニンはカテキン類が重合した構造をもち、タンパク質との強い相互作用を示す。
• 注2) 核磁気共鳴分光 (NMR)：
  化合物に磁場を与えることにより、その構造２を測定する方法。低分子化合物やタンパク質などありとあらゆる分子の構造解析に用いられている。
• 注3) チオール分解法：
  チオール化合物を用いてタンニンを分解することにより、得られた分解物を解析することでタンニンの構造を解析する方法
• 注4) MMP-1：
  コラーゲン分解酵素のひとつ。コラーゲンを分解することで癌細胞の転移や、しわの原因となることが知られている。
• 注5) ドッキングシミュレーション：
  コンピューター上でのエネルギー計算により、タンパク質と結合する化合物の位置や結合力を推測することが出来る方法。