プラズマ活性アミノ酸の殺菌と植物生長促進の同時達成過程解明と癌不活性化効果の検証

大気圧プラズマ中の電気的に中性な酸素ラジカル種を水耕栽培等の養液(肥料)に照射して得られる殺菌効果のメカニズム解明に取り組んだ。2022年度は、昨年度までに未解明であった酸素ラジカル活性化アミノ酸水溶液が殺菌対象である細菌内部に誘発する主な殺菌メカニズムの特定に挑戦した。養液の成分であるL-トリプトファン(L-Trp)に注目し、L-Trpと細菌のモデルとした大腸菌を含有する水溶液に酸素ラジカルを照射し、水溶液に発生した殺菌効果が大腸菌内部に与える影響を調査した。大腸菌を含むL-Trp水溶液への酸素ラジカル照射にて生じる殺菌作用が大腸菌内の代謝に及ぼす影響を調査した。結果、殺菌作用にて大腸菌内の解糖系などの代謝が阻害されることを確認した。酸素ラジカル未処理か大腸菌のみを含みL-Trpを含まない水溶液への酸素ラジカル照射(殺菌されない処理)では代謝反応が進行するのに対し、L-Trpと大腸菌を含む水溶液への酸素ラジカル照射では大腸菌内の解糖系の代謝物生産量が劇的に低下した。大腸菌を含むL-Trp水溶液への酸素ラジカル照射による殺菌作用にて、大腸菌内の代謝反応を進める生体触媒(酵素)の活性が影響を受けるかを調査した。結果、大腸菌のみを含みL-Trpを含まない水溶液への酸素ラジカル照射では大腸菌内から高い酵素の活性が検出できたが、L-Trpと大腸菌を含む水溶液への酸素ラジカル照射では酵素の活性が劇的に低下することを確認した。今年度の研究にて、酸素ラジカル処理L-Trp水溶液の主な殺菌メカニズムを解明した。大腸菌を含むL-Trp水溶液への酸素ラジカル処理にて、大腸菌内の酵素活性が低下し、菌内の代謝を阻害することで殺菌に至ると考察する。酸素プラズマ活性化アミノ酸水溶液が有する殺菌効果の作用機序の解明が進み、他のプラズマバイオ応用についても現象解明を進める上で非常に重要な知見が得られた。

大気圧プラズマ中の電気的に中性な酸素ラジカル種を水耕栽培等の養液(肥料)に照射して得られる殺菌効果のメカニズム解明に取り組んだ。2022年度は、昨年度までに未解明であった酸素ラジカル活性化アミノ酸水溶液が殺菌対象である細菌内部に誘発する主な殺菌メカニズムの特定に挑戦した。養液の成分であるL-トリプトファン(L-Trp)に注目し、L-Trpと細菌のモデルとした大腸菌を含有する水溶液に酸素ラジカルを照射し、水溶液に発生した殺菌効果が大腸菌内部に与える影響を調査した。大腸菌を含むL-Trp水溶液への酸素ラジカル照射にて生じる殺菌作用が大腸菌内の代謝に及ぼす影響を調査した。結果、殺菌作用にて大腸菌内の解糖系などの代謝が阻害されることを確認した。酸素ラジカル未処理か大腸菌のみを含みL-Trpを含まない水溶液への酸素ラジカル照射(殺菌されない処理)では代謝反応が進行するのに対し、L-Trpと大腸菌を含む水溶液への酸素ラジカル照射では大腸菌内の解糖系の代謝物生産量が劇的に低下した。大腸菌を含むL-Trp水溶液への酸素ラジカル照射による殺菌作用にて、大腸菌内の代謝反応を進める生体触媒(酵素)の活性が影響を受けるかを調査した。結果、大腸菌のみを含みL-Trpを含まない水溶液への酸素ラジカル照射では大腸菌内から高い酵素の活性が検出できたが、L-Trpと大腸菌を含む水溶液への酸素ラジカル照射では酵素の活性が劇的に低下することを確認した。今年度の研究にて、酸素ラジカル処理L-Trp水溶液の主な殺菌メカニズムを解明した。大腸菌を含むL-Trp水溶液への酸素ラジカル処理にて、大腸菌内の酵素活性が低下し、菌内の代謝を阻害することで殺菌に至ると考察する。酸素プラズマ活性化アミノ酸水溶液が有する殺菌効果の作用機序の解明が進み、他のプラズマバイオ応用についても現象解明を進める上で非常に重要な知見が得られた。