一般社団法人 日本生活習慣病予防協会 JPALD
生活習慣病
最近の関連情報・ニュース

人工甘味料認識のメカニズムを解明 舌のセンサー役タンパク質

キーワード: 糖尿病

 ノンカロリー飲料やダイエット食品に使われる人工甘味料がヒトの舌にあるセンサー役の受容体タンパク質にどのように認識されるかを解明したと、東京大や新潟薬科大、サントリー生物有機科学研究所の研究チームが発表した。

 甘味の受容体は人工甘味料や砂糖などの糖類のほか、一部のタンパク質やアミノ酸も認識して甘いと感じさせる。甘味受容体は膵臓にも存在し、インスリンを分泌して血糖値を調節する仕組みに関与しているとみられることが最近あきらかになった。研究成果は新たな人工甘味料や糖尿病治療薬の開発に役立つと期待されている。
1種類で多数の甘味物質を識別できるヒト甘味受容体
 ヒトが甘味を感じる物質は数多い。砂糖をはじめとする糖類以外にも、「グリシン」や「D-トリプトファン」などのアミノ酸、「アスパルテーム」などの人工甘味料、「モネリン」などの甘味タンパク質など、さまざまな種類がある。これらの物質は甘いという共通点はあるものの、分子量や化学的性質は大きく違っている。

 一方、甘味物質を口腔内で感知する「ヒト甘味受容体」は1種類だけで、舌上皮にある「T1R2」と「T1R3」という甘味受容体を構成成分としている。最近の研究では、この受容体が多数の甘味物質により活性化されることがあきらかにされている。

 たった1つの受容体で多種類の甘味物質が感知されている仕組みなのだが、多様な構造をもつ甘味物質をどのように識別しているのかについては、不明な点が多く残されていた。

 研究では、分子シミュレーションによる受容体の甘味物質識構造の予測と、「点変異導入」ヒト甘味受容体における受容能評価により、甘味物質の認識メカニズムをあきらかにした。

 タンパク質は、20種類のアミノ酸がどのような順序で並んでいるかによって機能が決まる。その特定のアミノ酸残基をほかのものに置換することを点変異導入と呼び、これによってタンパク質の役割が変化することを調べることで、その役割を推定することができるという。

 研究チームはまず、ヒト甘味受容体の構造を受容体の活性化型構造をもとにシミュレーションした。次いで、受容体と甘味物質が結合する構造を分子動力学計算により予測した。受容体に特異的に結合する物質を「リガンド」と呼ぶ。研究チームは、このリガンド認識に深く関わる受容体側のアミノ酸残基を10ヵ所予測することに成功した。

 これら10ヵ所の残基は受容体の細胞外にある。甘味物質の認識に強く関わっており、甘味物質の化学的性質によって異なることが分かった。活性型受容体と甘味物質との結合モデルを構築することで、甘味受容体がリガンド受容ポケット中のアミノ酸残基を巧妙に使い分け、化学的性質の異なる多種類の低分子甘味物質を受容しているという。これにより、たった1つのヒト甘味受容体が多種類の低分子甘味物質を受容できる謎を解明できる。

 甘味受容体は口腔内以外にも、消化管、膵臓など、消化やエネルギー恒常性に関わる器官にもある。最近の研究では血糖値のセンサーの役割にも関わっていることが報告されている。

 甘味物質がどのようにして甘味受容体に認識されるかをあきらかにした今回の研究成果は、新規人工甘味料の開発のみならず、糖尿病治療薬の開発などにも応用できるという。「味覚と健康」という新しい領域が拓かれつつあると、研究グループは述べている。

 研究の詳細な内容は、4月20日付けで米オンライン科学誌「PLoS ONE」に掲載された。

ヒト甘味受容体における人工甘味料の認識機構の解明(東京大学農学生命科学研究科 2012年4月23日)

(Terahata)

関連トピック

疾患 ▶ 糖尿病

2018年01月17日
「腸内環境」を整えアンチエイジング 腸内細菌の多様性が長寿の秘訣
2018年01月17日
糖尿病リスクを減らすためには「運動を継続」することが必要
2018年01月11日
糖尿病3分間ラーニング、いま話題の〈血糖トレンド編〉公開
2017年12月13日
「糖尿病のクリスマスプレゼント」実施中 豪華商品と現金が当たります
2017年12月12日
長野市が「ベジライフ宣言」で糖尿病対策 野菜から食べ30回噛む
全国生活習慣病予防月間2018少食
糖とカロリーのお役立ちTips
新着ニュース
毎年2月は、全国生活習慣病予防月間
Dr.純子のメディカルサロン こころがきれいになる医学
保健指導リソースガイド
乳がん治療と乳房再建の情報ファイル
医療動画データベース「medoga(メドーガ)」
保健指導リソースガイド
糖尿病ネットワーク 患者さん・医療スタッフのための糖尿病の総合情報サイト
糖尿病リソースガイド 医師・医療スタッフ向け糖尿病関連製品の情報サイト
日本健康運動研究所 健康づくりに役立つ情報満載。運動理論から基礎、応用を詳細に解説
大人の健康生活ガイド 30代以上の中高年者に関する健康情報を提供
セルフメディケーション・ネット セルフメディケーションの基礎から薬の知識までさまざまな情報を提供
日本くすり教育研究所 小・中学校で「くすり教育」を担う指導者をサポート
病気別BEST100サイト 知りたい病気の最新情報がすぐにわかる、病気サイトの百科事典