量子化学計算に基づくアルツハイマー病予防トリペプチド設計の基盤確立

为基于量子化学计算的阿尔茨海默病预防三肽设计奠定基础

• 批准号: 21K18844
• 负责人: 宮地 輝光
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18844/
• 关键词: 抗酸化活性; トリペプチド; 量子化学計算; 疾患予防効果; 抗酸化トリペプチド; アルツハイマー病予防

本研究では、量子化学計算により求めたトリペプチドの電子状態情報から、トリペプチドの生体内活性酸素種に対する抗酸化活性、およびアルツハイマー病といった疾患予防に寄与する電子状態情報を明らかにすることをめざす。そのため本研究計画では、種々トリペプチドについて、抗酸化活性測定、量子化学計算による電子状態情報の解析、マウスを用いた疾患予防効果の分析を行う。研究２年目の２０２２年度は、量子化学計算により種々トリペプチドの最高被占軌道（HOMO）のエネルギー準位、イオン化ポテンシャルを明らかにした。この計算結果から、ヒドロキシラジカルに対する抗酸化活性を評価するトリペプチド１０種を選択し、その活性を定量的に評価した。また、２０２１年度に明らかにした抗酸化トリペプチドを経口投与したマウスの飼育を開始した。測定した抗酸化活性と量子化学計算結果から種々電子状態との間の相関解析を行った結果、２０２１年度に明らかにしたトリペプチドの HOMO のエネルギー準位およびイオン化ポテンシャルが抗酸化活性との間により高い相関性があることが確認された。すなわち、量子化学計算によりもとまる HOMO のエネルギー準位およびイオン化ポテンシャルは、トリペプチドの抗酸化活性を予測する電子状態情報および分子構造特性として利用である可能性が高まった。またトリペプチド末端アミノ酸側鎖のかさ高さもトリペプチドの抗酸化活性に影響を及ぼすことが確認された。

这项研究旨在阐明三肽对体内活性氧的抗氧化活性，以及​​有关通过量子化学化学计算获得的有关三肽的电子状态的信息，这些信息有助于预防诸如阿尔茨海默氏病的电子状态。因此，在该研究项目中，各种三肽的抗氧化活性测量，通过量子化学计算对电子状态信息的分析以及使用小鼠对疾病预防作用的分析。在2022年，研究的第二年，通过量子化学计算揭示了各种三肽的最高占轨道（HOMO）的能量水平和电离潜力。从该计算的结果中，选择了十个评估针对羟基自由基的抗氧化活性的三肽，并对其活性进行了定量评估。此外，我们已经开始培养小鼠口服2021年发现的抗氧化剂三肽。我们在测得的抗氧化剂活性和量子化学计算结果之间进行了相关分析，并且由于分析的结果，已经证实，在2021年，三氧化三肽的能量水平和电离潜力均具有较高的抗氧化活性。换句话说，由量子化学计算确定的同性恋的能级和电离潜力增加了它们可以用作电子状态信息和分子结构特性以预测三肽的抗氧化活性的可能性。还证实，三肽末端的大部分氨基酸侧链也会影响三肽的抗氧化活性。