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メタボロミクス

Jun. 17 2004 更新 シロザを追加
Jun. 17 2004 更新 ホウレンソウを削除
Mar. 16 2004 更新 初めてのご要望に応えてホウレンソウを再公開
それ以前の更新記録はこちら

 人間は何を食べているの?


 メタボロミクス?

 ヒトの遺伝子が解読され、ポストゲノムと言った言葉が新聞にも登場しています。次の研究対象は何だろうか。すべてのタンパク質の立体構造解明だ! 個々の細胞で働いているすべてのタンパク質の同定だ! そして、そのタンパク質の働きの結果あるいは対象となる低分子量化合物の時時刻刻の変動を知ることだ! 騒々しい。メタボロミクス(Metabolomics)とはこの3つ目の解明を目指しています。
 申し訳ない。このWebページは、ヒトの化合物、タンパク質や細胞についてではありません。ヒトが食べる野菜・果物・雑草などで、そこに含まれている化合物についてです(魚介類、肉類などは除く)。そして、さらに、細かい話をすると、水に溶ける 化合物で、しかも、微量ではなく、いっぱい含まれているものを対象とします。一般に化合物は水に溶ける(油に溶けない)か、油に溶ける(水に溶けない)か、いずれかに分けられます。新聞などで有名なベータカロチンは油に溶けるが水には溶けないので、ここでの対象ではありません。水にも油にも溶けない細胞壁を構成しているセルロースなども対象ではありません。残留農薬なども微量なので対象ではありません。ごめんなさい。補足しますが、ここでは対象としていないだけで、油に溶けて水に溶けない化合物はアルコールなどの有機溶媒に溶かせば良いだけです。また、魚介類もここでは除いているだけのことです。周囲を海で囲まれ、魚好きな日本人にとっては興味ある対象です。特に、海藻には興味を持っています。

 ヒトは何を食べているか?

 ヒトは何を食べているのだろうか? 炭水化物、脂肪、タンパク質、ビタミン、無機イオン、これらは学校で教えてくれます。そして、それらの含有量は五訂日本食品成分表(食品成分研究調査会編)に見事なまでに整理されています。これら以外に、最近の新聞はポリフェノール、フラボノイド、ベータカロチン、カテキン、キシリトールなどを教えてくれます。ジャガイモの芽と緑色をした皮にある毒化合物、トリカブトの毒成分、毒きのこなども食べてしまうかも知れません。植物は実にたくさんの化合物を含んでいるのです。それらには毒もあり、病気を治す薬にもなるものを含んでいるはずです。この分野の研究は実に良く行われ、既にほとんどの化合物の構造が解明されています(もちろん、今でも、微量にしか存在しない新発見の化合物が続々と報告されてはいますが)。もう既に、ヒトは何を食べているか分かっているはずです。しかし、分かり易く整理されているわけではないようです。そこで私なりに整理してみようと思い、NMRスペクトルを使って、表ではなく、視覚的に表現するのもまんざらではないと思うようになりました(実は、表にするには含有量を数値として求めねばならないので、面倒なのです)。

NMR-based Metabolomics とは?

 核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)装置とは、医療の分野ですっかりお馴染みの、あのMRIと同じ原理の装置です。有機化合物の構造決定に欠かせない必須の分析機器です。
 このNMR装置を使ってNMRスペクトルを測定します。そうすると、含まれている有機化合物が一網打尽になります。測定及び測定試料の作成は至って簡単です。溶液として溶けていれば何でもござれ、食品、動物、植物、尿、唾液、細胞培養液、何でもかまわない。

 NMRの原理についての詳細は現時点では別のサイトにお願いしますが、簡単に紹介しますと、磁場中に置かれた原子核が電磁波エネルギーを吸収し、それを(熱エネルギーとして)放出する現象を観測する装置です。原子としては水素原子が一般的です。有機化合物は水素原子を含んでいます。
例えば、お酒の構成分子であるエチルアルコールは HO-CH2-CH3 です。HO- の水素、-CH2 の水素、そして、-CH3 の水素はそれぞれ別々の周波数の電磁波エネルギーを吸収するのです。構造が既に分かっているいろいろな化合物を測定し、どのような化合物のどの水素原子はどのような周波数の電磁波を吸収するかを調べ、経験的な知識を豊富にしておいて、それらのデータを整理しておきます。
そうすると、構造不明の化合物を測定しても、このような周波数の吸収はこのような構造をしているに違いないと言った情報を逆に得ることができます。
 構造が分かっている化合物が含まれているかどうかを知るのはもっと簡単です。その化合物のデータ(NMRスペクトルと呼びます)があれば、互いに重ねて見るだけで判定できます。例えば、エチルアルコールが含まれていれば、すぐ分かります。このスペクトルを入手できない場合は、新規に構造決定するのに似た作業が必要になり、ある程度の知識が必要になります。これから紹介するのは構造決定ではなく、構造既知の化合物が含まれているかどうかの判定(同定)です。従って、どれだけ有効なNMRスペクトルデータを持ち合わせているかどうかが一つの決め手となります。ここでも欧米のデータベースの威力を見せ付けられることになるでしょう。

 このWebページのセールスポイントは何か?

 1)表ではなく、視覚的表現で脳に記録する!
 2)栄養士さんのバイブル、五訂日本食品成分表に載っていない、意外(?)な化合物を食べていることが分かる!
 3)NMRスペクトルが理解できるようになり、測定してみたくなる?

 健康と長寿を願って国際協力はいかが?

 ここに紹介するデータは500MHz-NMRで測定しました。現在、最も性能の良いNMRは900MHzです(NMRは使っている磁石の磁場が強ければ強いほど性能が良くなります。普通はその磁場の強さと比例関係にある水素観測用の照射電磁波の周波数で表現するので、混乱させ易い説明になりますが)。その最高性能の900MHz-NMRは横浜の理化学研究所にあり、プロテオミクス(Proteomics)の典型的な研究、タンパク質の立体構造決定に使われています。このNMRを使って、ここに紹介する食品を測定すると、より微量にしか存在しない化合物も確認できるはずです。多くの食品中のビタミンCが確認できると有益なので興味があります。900MHzの一つ下の800MHzをどなたか提供していただけないものでしょうか。
 石油資源、鉱物資源などの言葉と同様に、植物資源と言う言葉も一時は新聞を賑わしたと思います。ガン治療薬を探して、世界中の細菌、動植物が持っている化合物が研究対象になっているそうではありませんか。800MHz-NMRを使って、日本にあるすべての植物を測定し、さらには、アジアの豊富な植物資源をすべて測定し、整理し、健康と長寿を願って広く世界に提供できます。 HIV(ウイルス)の増殖を抑える作用があるチコリ酸なる化合物がコーヒーの実(ただし、炒った豆ではありません!)に見出されています。 このチコリとは知っている方も多いと思いますが、野菜のチコリです。同じ化合物がチコリ(白いものではなく緑色の葉っぱ)に含まれているからです。チコリ酸のNMRスペクトルをここに示します。

病院の尿検査もNMR-based metabolomicsになるでしょうかね

 尿は貴重な情報源のはずです。食べたものが消化吸収され、血液内に取りこまれた化合物は細胞に取りこまれて利用分解され、再び、血液中に出て、腎臓で捨てるかどうか選別されて尿として排泄されます。それらの過程で異常が起これば、尿の化合物成分に異常が現れるであろうと誰でも予想するでしょう。もちろん、今、尿検査は盛んに行われていると思います。しかし、NMRが病院の検査室に導入されると、尿中の化合物が一網打尽になりますから、朝、昼、晩と、患者さんの様態が把握できます。血液検査用の採血よりは楽ですね。血液検査と対抗するものではなく、共存するものですが。900MHz-NMRを使えば薬を飲んだ後の尿成分の変化なども手に取るように把握できるかも知れません。参考までに尿のNMRスペクトルを紹介します。これはかって、ビタミンCをたくさん飲んだ後の尿です。多過ぎたビタミンCが尿に捨てられたのが分かりました。

植物分類学にもNMR-based Metabolomicsが有力な武器となる

 構成分子の種類と濃度の種による違いを何の化学的分離作業を必要とせずに検出してくれる。季節毎に変動する構成分子の様子は生活する種を生き生きと捉えてくれる。例えば、オオバコと、ヘラオオバコの葉っぱを御覧下さい。

 さあー、何を食べているのでしょう!?

緑茶類

玉露


 緑茶には健康に良いとされる成分、カテキンが有名。旨み成分のテアニンがある。もちろん、カフェインもある。ほとんど知られていないのが、ミオ-イノシトールとアラビノースが結合した化合物の存在。健康食品(飲料)の注目したい成分は ミオ-イノシトール(Myo-inositol)。キーワードはイノシトール!!!>(期間限定公開中)

緑茶にイノシトール

これで緑茶通です!(期間限定公開中)

緑茶のカテキンとは

(期間限定公開中)

缶入り緑茶

缶入り緑茶にはビタミンCが豊富!(期間限定公開中)

缶入り緑茶 その2

缶入り緑茶のキーワードは異性化!(期間限定公開中)

紅茶、コーヒー(測定済み、公開予定)

果物類

ビワの実(Feb. 06 2004 公開終了)


レモン(Jun 18 2003 公開終了)


 レモンにはクエン酸。

キウイフルーツ(May 22 2003 公開終了)


 キウイフルーツの特徴はキナ酸を含むこと。これは果物としては異色。キナ酸は緑茶、紅茶、コーヒー、よもぎに多い。

ミカン、柿など(測定済み、公開予定)

枝豆、”もやし”などの豆類(測定済み、公開予定)

きのこ類

マイタケ(舞茸)(Jul. 11 2003 公開終了)

マイタケにはトレハロースが豊富
ヤナギマツタケなどのきのこ類(順次公開予定)

野菜類

ホウレンソウ(Jun. 17 2004 公開終了)

ホウレンソウにはベタインが豊富

ネギ(葱)(Nov. 17 2003 公開終了)

ネギにはイソアリイン

行者ニンニク

行者ニンニクにはニンニクとは別の化合物(Mar. 16 2004 公開終了)

しそ(紫蘇)

シソにはロスマリン酸(期間限定公開中)

その他(順次公開予定)

乳酸菌飲料などの加工品類

みそ(味噌)

味噌はアミノ酸サプリメント?(期間限定公開中) 

食用酢

食用酢の主成分はもちろん、酢酸。しかし、グルコン酸にも注目!(期間限定公開中) 

野の果実類

桑の実


 桑の実の甘味はグルコースとフルクトース、酸味はクエン酸。(期間限定公開中)

食用野草(測定済み、公開予定)

ヨモギの若葉

ヨモギの若葉はメイプルシロップと関係がある!(期間限定公開中) 

コハコベ

春の七草、コハコベはピニトールを含む(Sep. 17 2003 公開終了) 

シロザの葉

シロザの葉にはホウレンソウと同じベタインが豊富!(期間限定公開中) 

雑草類(測定済み、公開予定)

健康茶

黄杞茶

黄杞茶にはミオイノシトールが豊富!!!(期間限定公開中) 

ルイボス茶

ルイボス茶にはピニトールが豊富!!!(期間限定公開中) 

バナバ茶(測定済み、公開予定)

          以下つづく(予定)

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Icon 氏名/ニックネーム
metabolomics2000
Icon 職業/会社名/学校名
 
Icon 役職/学年
 なし 
Icon 誕生日
 昭和21年(1946)みずがめ座
Icon 性別
 男
Icon 出身地/出身校
 群馬県邑楽郡中野村立中野小学校
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開始日時:2002年11月11日 19時07分22秒


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