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

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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。