著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Foods

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

カルシウムは骨や歯の主成分であり、体内で作ることができないため、食事から摂る必要があります。著者らによると、クエン酸カルシウムや炭酸カルシウムといった従来のカルシウム剤には、溶けにくい、胃腸の環境や食品中の吸収を妨げる成分の影響を受けやすいといった欠点があり、吸収効率が低くなります。そのため、安定性が高く吸収されやすいカルシウム補給素材の開発が求められています。

研究チームが注目したのは、熱帯・亜熱帯で広く栽培されている樹木モリンガ（ワサビノキ）の葉です。葉はたんぱく質とカルシウムを豊富に含みます。食品由来のペプチド（アミノ酸が短くつながった分子）は、アミノ基の窒素やカルボキシ基の酸素を介してカルシウムイオンと結びつき、消化の過程で沈殿しにくくすると考えられています。研究チームは以前、モリンガ葉たんぱく質の分解物から作ったペプチド・カルシウム結合体がラットでカルシウム吸収を促し、骨密度を高めたと報告していました。ただし、分解物の中のどのペプチドがカルシウムとよく結びつくのか、その構造や安定性、カルシウムを運ぶ能力はわかっていませんでした。

そこで本研究は、モリンガ葉ペプチドからアミノ酸配列が特定された有望なペプチドを選び出し、それがカルシウムと結合体（キレート）を作ったとき、良好な構造・安定性・カルシウム輸送促進能力を持つかを明らかにすることを目的としました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、中国で採取したモリンガの葉を乾燥・粉末化し、たんぱく質を取り出したうえで、酵素で分解してペプチドを得ました。その中から分子量1キロダルトン未満のペプチドを70種類特定しました。

次に、コンピューター上で分子同士の結合のしやすさを予測する「分子ドッキング」という手法を使い、これら70種類を小腸のカルシウムチャネルたんぱく質TRPV6と組み合わせて評価しました。TRPV6は、小腸でカルシウムが細胞を通り抜けて吸収される経路で中心的な役割を担うたんぱく質です。著者らは、カルシウムと結合して溶けた状態を保つだけでなく、腸での吸収そのものも後押しする候補を探すために、TRPV6を標的に選んだと説明しています。

選ばれたペプチドKTFQGPPHGとカルシウムの結合体（KTFQGPPHG-Ca）について、円二色性、紫外可視吸収、X線回折、蛍光、表面電荷（ゼータ電位）、核磁気共鳴（1H NMR）など複数の分析法で構造の変化を調べました。さらに、加熱やリン酸塩を含む条件での安定性を評価しました。

細胞実験では、ヒト大腸がん由来の細胞株Caco-2を膜の上に一層に培養し、膜の片側にカルシウムを加え、2時間後に反対側へ移ったカルシウム量を測定しました。比較の相手は塩化カルシウムです。また、食品中でカルシウム吸収を妨げるフィチン酸やシュウ酸を加えた条件や、TRPV6の働きを抑える薬剤2-APBをさまざまな濃度で加えた条件でも測定しました。

主な報告結果

分子ドッキングでは、9個のアミノ酸からなるペプチドKTFQGPPHGがTRPV6との結合エネルギーが最も低く（マイナス9.3キロカロリー毎モル）、最も安定に結合すると予測されました。次点のGWLGHPIF（マイナス9.2キロカロリー毎モル）と僅差だったため、両者がさらに詳しく調べられました。いずれも主に水素結合と疎水性相互作用によってTRPV6に結合すると予測されています。

構造分析の結果、カルシウムイオンはKTFQGPPHGのカルボキシ基の酸素とアミノ基の窒素を介して安定な結合体を作ることが確認されました。結合後、ペプチドは決まった形を持たない非晶質の状態から、規則正しく並んだ結晶性の構造へ変化しました。表面電荷はプラスからマイナスに変わりました。NMRでもカルシウムの導入によってペプチド鎖中の水素原子の周りの環境が変化したことが示されました。

安定性の評価では、KTFQGPPHG-Caは加熱に対してもリン酸塩の存在下でも良好な安定性を示したと報告されています。

細胞実験では、フィチン酸とシュウ酸はどちらも、塩化カルシウムと結合体の両方でカルシウム輸送を低下させました。それでも結合体のほうが輸送量が多く、シュウ酸を加えた条件では、膜を通過したカルシウム量が結合体で1ウェルあたり50.06マイクログラム、塩化カルシウムで46.48マイクログラムでした。

TRPV6阻害剤2-APBを加えると、結合体によるカルシウム輸送は大きく減りました。濃度1リットルあたり6.25マイクロモルで1ウェルあたり22.52マイクログラムに、25マイクロモルでは3.88マイクログラムにまで下がりました。

この報告が示すこと

著者らは、モリンガ葉たんぱく質の分解物から、カルシウムとよく結合する新しいペプチドKTFQGPPHGを見いだしたと結論づけています。カルボキシ基の酸素とアミノ基の窒素による結合は、緑豆やクルミ由来のペプチドで報告された結合様式とよく似ており、由来の異なるペプチドに共通する仕組みである可能性があると述べています。細胞実験の結果からは、この結合体が食品中の吸収阻害成分の影響を一部打ち消し、TRPV6を通るカルシウム輸送に関わっている可能性が示されたとしています。研究チームは、モリンガ葉たんぱく質の付加価値の高い利用法や、新しいペプチド・カルシウム補給素材の候補分子を提供するものと位置づけています。

一方で、著者らは限界も挙げています。構造分析でわかったのはカルシウムと結合する原子の種類までで、ペプチドのどのアミノ酸がカルシウムと結合しているかは十分に解明されていません。TRPV6が関わるという見方は阻害剤を使った実験に基づくもので、分子レベルの直接的な証拠はなく、遺伝子発現の解析などによる確認が必要だとしています。また、この結合体のカルシウム輸送はTRPV6だけに頼っているわけではなく、別の経路も関わっている可能性があるとも述べています。なお、今回の吸収に関する結果は培養細胞での実験によるものです。

原著論文の著者・所属：Ruijing Gu（College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China）、Xinyu Wang（College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China）、Zilin Wang（College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China）、Yu Zhou（College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China）、Jiahe Dai（College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; Engineering Research Center of Development and Utilization of Food and Drug Homologous Resources, Ministry of Education, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; Yunnan Key Laboratory of Precision Nutrition and Personalized Food Manufacturing, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China）、Lei Peng（College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; Engineering Research Center of Development and Utilization of Food and Drug Homologous Resources, Ministry of Education, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; Yunnan Key Laboratory of Precision Nutrition and Personalized Food Manufacturing, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China）、Yang Tian（Engineering Research Center of Development and Utilization of Food and Drug Homologous Resources, Ministry of Education, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; Yunnan Key Laboratory of Precision Nutrition and Personalized Food Manufacturing, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China）、Liang Tao（College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; Engineering Research Center of Development and Utilization of Food and Drug Homologous Resources, Ministry of Education, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; Yunnan Key Laboratory of Precision Nutrition and Personalized Food Manufacturing, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Ruijing Gu, Xinyu Wang, Zilin Wang, et al. Moringa oleifera Lam. Leaf Peptide–Calcium Chelates: Structural Characterization, Stability and Calcium Absorption-Promoting Transport Capability. Foods（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-29. DOI: 10.3390/foods15193496. 原著ライセンス：CC BY.