及川グループ
Keywords研究キーワード
代謝（metabolism）
生体内における化学反応のことであり、エネルギーを消費して生体構成要素を生合成する同化（anabolism）と、大きな分子を消費してエネルギーを生産する異化（catabolism）から成る。前者には光合成などによる炭素同化やアミノ酸（タンパク質の構成成分）の生合成が挙げられる。一方後者には、解糖系やクエン酸回路などによるエネルギー（ATP）の合成が含まれる。
代謝物（metabolite）
生体内で生合成される低分子化合物のこと。生体の構成要素やエネルギー生成に関わる一次代謝産物（primary metabolites）と、主に植物や菌類が生産する色素やストレス防御物質などの二次代謝産物（secondary metabolites）から成る。前者にはタンパク質を構成するアミノ酸や細胞膜を構成する脂質、エネルギー代謝に関わる糖リン酸や補酵素などが、後者にはカロテノイド類、フラボノイド類、テルペノイド類などの化合物が含まれる。動物や微生物には数百から数千、植物には数千から数万種の代謝物が存在すると考えられており、合計では数十万種以上あると想定されている。またその物理化学的性質は、極性や水溶性、分子量などについて多様である。
メタボロミクス（メタボローム解析）（metabolomics）
代謝物の網羅解析のこと。従来の１種または数種の代謝物に注目して定量解析する手法（ターゲット解析とも呼ばれる）とは異なり、出来るだけ多くの代謝物を網羅的に検出することを目的としている。そのため、定量性より定性性に重点が置かれる傾向がある。主に、質量分析装置（MS; mass spectrometer）や核磁気共鳴装置（NMR; nucleic magnetic resonance）が用いられる。代謝物の物理化学的性質が非常に多様であるため、網羅性を高めるためには複数の分析装置を用いる必要がある。また、得られるデータ量が膨大であるため、データ解析には特別なソフトウェアや、多変量解析などの統計解析手法が用いられることが多い。
Research主な研究内容
１．サンショウメタボロミクス
１−１．サンショオール
サンショウ（山椒、Zanthoxylum piperitum）は日本を中心とした東アジア原産のミカン科サンショウ属の落葉低木である。サンショウの辛味成分はサンショオールとして知られている。本研究では、サンショオールの時空間的な局在性や生合成経路について解明する。
１−2．部位・産地・品種間メタボロミクス
サンショウは葉（木の芽）、花（花山椒）、未熟果（山椒の実）、熟果果皮（山椒粉）、完熟果（紅山椒）が食用となる。また、国内の主要産地である和歌山県、高知県、兵庫県などではブドウ山椒、朝倉山椒などのいくつかの品種が栽培されている。本研究ではこれらに含まれる揮発成分や水溶性成分について網羅的に明らかにし、それぞれの品質の違いを解明する。
１−3．超山椒プロジェクト〜サンショウの多角的分析〜
サンショウを対象として異分野の研究者による共同研究。サンショウを植物学、分析化学、人間拡張工学、心理学の観点から解き明かす。
２．Brassica rapaメタボロミクス
2−１．含硫化合物の一斉解析法の確立
カブなどのアブラナ科の野菜にはグルコシノレート類などの機能性含硫化合物が多く含まれていることが知られている。本研究では、カブに含まれる含硫化合物の一斉解析法を確立し、特に発芽時における含硫化合物の経時変化を明らかにする。
2−2．在来カブメタボロミクス
カブは古くから日本全国で広く栽培されており、様々な在来品種を含め現在でも多くの品種が存在する。本研究では、様々な在来品種カブの網羅的な成分分析からそれらの品質の違いを明らかにする。
参考文献
Tanewata M, Oikawa A. Rapid Analysis of Glucosinolates Using Direct-Infusion Mass Spectrometry. Mass Spectrometry. 2024. 13(1): A0150. https://doi.org/10.5702/massspectrometry.A0150【論文】
３．メイラード反応の網羅的解析
３−１．メイラード反応生成物（MRPs）メタボロミクス
メイラード反応は食品を高温で調理する際に特に起こるアミノ酸と糖の化学反応で、食品を茶色くし好ましい風味を与えることが知られている。食品には様々なアミノ酸や糖類が様々な濃度で混在するため、メイラード反応の全貌は未だ解明されていない。本研究では、１種のアミノ酸と１種の糖から成るシンプルな系から実際の食品のような複雑系までに含まれるメイラード反応生成物を、メタボロミクスを用いて網羅的に解明することを目的としている。