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ピロロキノリンキノン分析法の構築 ―食品やヒト母乳の分析と細胞試験における挙動の解明―

加藤 主税 東北大学

2021.03.25

概要

ピロロキノリンキノン(PQQ;C14H6N2O8,Fig.1)は、ビタミンB2やナイアシンに次ぐ第三の酸化還元補酵素として報告された微生物由来の水溶性キノン物質である[1]。マウスを用いた試験でもPQQ欠乏症状が発見され、PQQを補酵素とする酵素が報告されたことから、PQQは新規のビタミンB様物質として注目を集めている[2,3]。さらに、PQQの様々な機能性が報告され、認知症や糖尿病を含む特定の疾患の治療への利用が期待されている[4-8]。

　これらのPQQの生体における有益な効果には、ヒトの組織や体液中に存在するPQQの寄与が考えられ[9-12]、その供給源として食品が推測されている[13,14]。そのため、PQQ依存性グルコースデヒドロゲナーゼ(GDH)を用いた酵素法[15,16]や質量分析器(MS)を用いたHPLC/タンデム質量分析装置(LC-MS/MS)法[14]などのPQQ分析法が検討され、食品や生体試料中のPQQ分布の解明およびPQQの生理作用発現機構の解明が望まれている。しかし、天然のPQQ存在量は極微量と考えられており、かつPQQは反応性の高いo-キノン構造を持つことから分析が困難であった。PQQはアミノ酸と容易に反応してアミノ酸付加体のイミダゾロPQQ(IPQ)もしくはIPQ-R(R=アミノ酸側鎖)を形成すると言われ(Fig.1)[10,17]、天然のPQQも一部がIPQやIPQ-Rの形で存在すると考えられている。

　酵素法は経口摂取したPQQのラットやヒトの血液および組織への吸収評価[11,12]に利用されたが、その選択性や正確性は未だに不明であり、我々の知る限り、食品中のPQQ濃度を測定した例はない。一方、MSを用いた分析法では、GC-MS法によりPQQが食品およびヒトやラット体内に存在していることが報告され[9]、LC-MS法によりヒト母乳が比較的多くのPQQとIPQを含有することが示唆された[10]。また、LC-MS/MS多重反応モニタリング(MRM)モードにより食品中のPQQやアミノ酸付加体が分析されたが[14]、食品中のPQQ濃度測定値はGC-MS法の値と大きく異なった。さらに、PQQアミノ酸付加体は検出限界以下であり[14]、ヒト母乳分析の結果と異なったため[10]、天然におけるIPQやIPQ-Rの有無は未だに不明瞭であると考えられた。

　そこで、第一章ではPQQ分析法の構築を基盤として研究を進め、まず第一節では迅速で多試料一斉分析が可能な酵素法と高選択的で精密定量が可能なLC-MS/MS法によりPQQ分析法を構築し、両方法を用いてPQQ高含有食品を探索した。続いて、第二節ではLC-MS/MS法によるPQQとPQQアミノ酸付加体の同時分析法を構築し、第一章で見出したPQQ高含有食品やヒト母乳を分析して、PQQの定量と共に存在形態の解明を試みた。一方、PQQの機能性が細胞試験にて報告される中で、その作用機構解明のため放射性同位体やPQQ抗体による蛍光免疫法を用いてPQQの細胞への移行が示唆されている[5,18]。しかし、培地や細胞におけるPQQの存在形態や細胞移行の詳細な機構は不明であるため、第二章ではLC-MS/MS法による細胞試験におけるPQQの挙動解明に取り組んだ。

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参考文献

[1] Salisbury S. A., Forrest H. S., Cruse W. B. T., Kennard O., A novel coenzyme from bacterial primary alcohol dehydrogenases. Nature, 280, 843–844 (1979).

[2] Killgore J., Smidt C., Duich L., Romero-Chapman N., Tinker D., Reiser K., Melko M., Hyde D., Rucker R. B., Nutritional importance of pyrroloquinoline quinone. Science, 245, 850–852 (1989).

[3] Kasahara T., Kato T., Nutritional biochemistry: a new redox-cofactor vitamin for mammals. Nature, 422, 832 (2003).

[4] Mukai K., Ouchi A., Nakano M., Kinetic study of the quenching reaction of singlet oxygen by pyrroloquinolinequinol (PQQH2, a reduced form of pyrroloquinolinequinone) in micellar solution. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 59, 1705–1712 (2011).

[5] Kimura K., Takada M., Ishii T., Tsuji-Naito K., Akagawa M., Pyrroloquinoline quinone stimulates epithelial cell proliferation by activating epidermal growth factor receptor through redox cycling. Free Radical Biology and Medicine, 53, 1239–1251 (2012).

[6] Zhang Q., Ding M., Gao X. R., Ding F., Pyrroloquinoline quinone rescues hippocampal neurons from glutamate-induced cell death through activation of Nrf2 and up-regulation of antioxidant genes. Genetics and Molecular Research, 11, 2652–2664 (2012).

[7] Ohwada K., Takeda H., Yamazaki M., Isogai H., Nakano M., Shimomura M., Fukui K., Urano S., Pyrroloquinoline Quinone (PQQ) prevents cognitive deficit caused by oxidative stress in rats. Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition, 42, 29–34 (2008).

[8] Takada M., Sumi M., Maeda A., Watanabe F., Kamiya T., Ishii T., Nakano M., Akagawa M., Pyrroloquinoline quinone a novel protein tyrosine phosphatase 1B inhibitor activates insulin signaling in C2C12 myotubes and improves impaired glucose tolerance in diabetic KK-Ay mice. Biochemical and Biophysical Research Communications, 428, 315–320 (2012).

[9] Kumazawa T., Seno H., Urakami T., Matsumoto T., Suzuki O., Trace levels of pyrroloquinoline quinone in human and rat samples detected by gas chromatography/mass spectrometry. Biochimica et biophysica Acta, 1156, 62–66 (1992).

[10] Mitchell A., E., Jones A., D., Mercer R., S., Rucker R., B., Characterization of pyrroloquinoline quinone amino acid derivatives by electrospray ionization mass spectrometry and detection in human milk. Analytical Biochemistry, 269, 317–325 (1999).

[11] Bauerly K., Harris C., Chowanadisai W., Graham J., Havel P., J., Tchaparian E., Satre M., Karliner J., S., Rucker R., B., Altering pyrroloquinoline quinone nutritional status modulates mitochondrial lipid and energy metabolism in rats. PLoS ONE, 6, e21779 (2011).

[12] Harris C., B., Chowanadisai W., Mishchuk D., O., Satre M., A., Slupsky C., M., Rucker R., B., Dietary pyrroloquinoline quinone (PQQ) alters indicators of inflammation and mitochondrial-related metabolism in human subjects. Journal of Nutritional Biochemistry, 24, 2076–2084 (2013).

[13] Kumazawa T., Sato K., Seno H., Ishii A., Suzuki O., Levels of pyrroloquinoline quinone in various foods. The Biochemical Journal, 307, 331–333 (1995).

[14] Noji N., Nakamura T., Kitahata N., Taguchi K., Kudo T., Yoshida S., Tsujimoto M., Asami T., Simple and sensitive method for pyrroloquinoline quinone (PQQ) analysis in various foods using liquid chromatography/electrosprayionization tandem mass spectrometry. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55, 7258–7263 (2007).

[15] Ameyama M., Nonobe M., Shinagawa E., Matsushita K., Adachi O., Method of enzymatic determination of pyrroloquinoline quinone. Analytical Biochemistry, 151, 263–267 (1985).

[16] Geiger O., Görisch H., Enzymatic determination of pyrroloquinoline quinone using crude membranes from Escherichia coli. Analytical Biochemistry, 164, 418–423 (1987).

[17] Ando A., Takeda M., Kato S., Kimura F., Nakagawa K., Nakano M., Miyazawa M., Vitamins, 88, 601–609 (2014)

[18] Stites T., Storms D., Bauerly K., Mah J., Harris C., Fascetti A., Rogers Q., Tchaparian E., Satre M., Rucker R., B. Pyrroloquinoline quinone modulates mitochondrial quantity and function in mice. Journal of Nutrition, 136, 390–6 (2006).

[19] Urakami T., Yashima K., Kobayashi H., Yoshida A., Ito-Yoshida C., Production of pyrroloquinoline quinone by using methanol-utilizing bacteria. Applied and Environmental Microbiology, 58, 3970– 3976 (1992).

[20] Goosen N., Vermaas D., A., Van de Putte P., Cloning of the genes involved in synthesis of coenzyme pyrrolo-quinoline-quinone from Acinetobacter calcoaceticus. Journal of Bacteriology, 169, 303– 307 (1987).

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