JP6029801B2 - 酵素活性化剤 - Google Patents

Description

本発明は、クエン酸類を有効成分として含有する酵素活性化剤に関するものである。

一般に、クエン酸はレモン、ミカン等の柑橘類に多く含まれ（例えば、１３５０ｍｇ／レモン１個）、生体内においては、クエン酸回路（ＴＣＡ回路、クレブス回路）の一成分をなす物質として知られている。また、これまでにクエン酸には生体に対する様々な効能があることが報告されている。例えば、特許文献１〜３は、クエン酸を摂取することにより、肉体的及び精神的疲労に対する予防効果や改善・回復促進効果が得られることを開示している。

特開平９−０５９１６１号公報 特開平１０−１７５８５６号公報 特開２０００−３３３６５１号公報

この発明は、本発明者らの鋭意研究の結果、クエン酸類がクエン酸回路を活性化させる作用を発揮するという、クエン酸類の新規な効能を見出したことに基づいてなされたものである。その目的とするところは、クエン酸回路を効果的に活性化させる酵素活性化剤を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の酵素活性化剤は、クエン酸シンテターゼにより生成される生成物の単位時間当たり生成量の最大値を増加させる酵素活性化剤であって、クエン酸及びクエン酸塩の少なくとも一種を有効成分として含有することを特徴とする（但し、飲食品として適用される場合を除く。）。
請求項２に記載の酵素活性化剤は、コハク酸デヒドロゲナーゼにより生成される生成物の単位時間当たり生成量の最大値を増加させる酵素活性化剤であって、クエン酸及びクエン酸塩の少なくとも一種を有効成分として含有することを特徴とする（但し、飲食品として適用される場合を除く。）。
請求項３に記載の酵素活性化剤は、上記酵素活性化剤において、前記クエン酸は、クエン酸無水物及びクエン酸水和物から選ばれるクエン酸であり、前記クエン酸塩は、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸マグネシウム、及びクエン酸カルシウムから選ばれるクエン酸塩である。
上記の目的を達成するために請求項４に記載の酵素活性化剤は、医薬品、及び医薬部外品から選ばれる組成物に配合して用いられ、クエン酸シンテターゼ及びコハク酸デヒドロゲナーゼの少なくとも一種により生成される生成物の単位時間当たり生成量の最大値を増加させる機能を前記組成物に付与する酵素活性化剤であって、クエン酸及びクエン酸塩の少なくとも一種を有効成分として含有することを特徴とする。

本発明によれば、クエン酸回路に関与する酵素を効果的に活性化させる酵素活性化剤を提供することができる。

クエン酸回路活性化剤を投与した場合におけるクエン酸シンテターゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ及びリンゴ酸デヒドロゲナーゼの活性を測定した結果を示すグラフ。 クエン酸回路活性化剤を投与した場合における遊泳持続時間を測定した結果を示すグラフ。

以下、本発明を具体化したクエン酸回路活性化剤の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態のクエン酸回路活性化剤は、クエン酸類を有効成分とするものであり、体内においてクエン酸回路を活性化させる作用を有する。より具体的には、クエン酸回路に関与する酵素を活性化させることにより、クエン酸回路全体の活性を高める作用を有する。なお、ここでいう酵素の活性化とは、単位時間当たりに生成される生成物の量が増加した場合すべてを含む。酵素反応により生成される生成物の量が増加する要因としては、例えば、酵素量の増加や反応速度の増加等が挙げられるが、酵素の反応速度が増加することがとくに好ましい。

クエン酸回路は、ほとんどの生物の酸化的代謝に共通な経路であり、アセチル−ＣｏＡ（アセチル補酵素Ａ）のアセチル基を２分子のＣＯ_２に酸化するとともに、その際に遊離するＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）を電子伝達系においてＡＴＰ（アデノシン三リン酸）の生産に利用するシステムである。ＡＴＰは生体内においてエネルギーを貯蓄・供給する作用を有する分子であるため、クエン酸回路は生体内のエネルギー生産に非常に重要な役割を担っているということができる。

具体的には、クエン酸回路は、クエン酸シンテターゼ、アコニット酸ヒドラターゼ、イソクエン酸デヒドロゲナーゼ、α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼ、スクシニル−ＣｏＡシンテターゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ、フマラーゼ及びリンゴ酸デヒドロゲナーゼの８つの酵素が関与して構成されている。これら８酵素の酵素反応によって、１個のアセチル基が２分子のＣＯ_２に酸化されるとともに、３分子のＮＡＤＨ、１分子のＦＡＤＨ_２、及び１分子のＧＴＰ（グアノシン三リン酸）又はＡＴＰが生産される。ここで生産された３分子のＮＡＤＨ及び１分子のＦＡＤＨ_２は、電子伝達系において１１分子のＡＴＰの生産に寄与する。したがって、クエン酸回路が１回転することにより、合計１２分子のＡＴＰが生産されることになる。

よって、クエン酸回路を活性化させる作用を有する本実施形態のクエン酸回路活性化剤を生体に適用すると、生体内においてより効率的にエネルギーが生産されるという優れた効果を発揮する。また、クエン酸回路は老化とともにその機能が低下することが示唆されているため、本実施形態のクエン酸回路活性化剤はそのようなクエン酸回路の機能低下に対する予防・改善に対しても有用であることが期待できる。

本発明のクエン酸回路活性化剤の有効成分として含有されるクエン酸類としては、クエン酸及びクエン酸塩から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。クエン酸としては、クエン酸無水物及びクエン酸水和物のいずれを用いてもよい。クエン酸塩としては、薬学的に許容される塩であればよく、例えばクエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸マグネシウム、クエン酸カルシウム等が挙げられる。これらのクエン酸類としては、発酵法による生合成品、化学合成品、天然物から水・親水性有機溶媒等を用いて抽出した抽出品のいずれを使用してもよい。クエン酸類の配合形態としては、生合成品、化学合成品、天然物からの抽出又は精製品を直接クエン酸回路活性化剤中へ配合してもよく、クエン酸類を含有する素材をクエン酸回路活性化剤中に配合させてもよい。なお、これらのクエン酸類は、単独で配合してもよく、二種以上を組み合わせて配合してもよい。

また、クエン酸類を含有する素材としては、例えば野菜、果実、もろみ酢等が挙げられる。とくにウメや柑橘類といった果実にクエン酸類は多く含まれており、クエン酸類を含有する素材として、好ましくはレモン、オレンジ、ライム、グレープフルーツ、スダチ等の柑橘類が用いられる。クエン酸類を含有する素材として、柑橘類由来の原料を使用する場合、好ましくは柑橘類の果汁等の圧搾液又はその濃縮物が用いられる。その他、果実（果皮（アルベド、フラベド）、じょうのう膜及びさのう等）、又はその果実の構成成分の一部を含有するものの圧搾液を使用してもよい。

本実施形態のクエン酸回路活性化剤は、主にクエン酸回路を活性化する作用を効果・効能とする医薬品、医薬部外品、健康食品、特定保健用食品、健康飲料、栄養補助食品等の組成物に配合されることにより摂取される。

本実施形態のクエン酸回路活性化剤を医薬品として使用する場合は、服用（経口摂取）により投与する場合の他、血管内投与、経皮投与等のあらゆる投与方法を採用することが可能である。剤形としては、特に限定されないが、例えば、散剤、粉剤、顆粒剤、錠剤、カプセル剤、丸剤、坐剤、液剤、注射剤等が挙げられる。また、本発明の目的を損なわない範囲において、添加剤としての賦形剤、基剤、乳化剤、溶剤、安定剤等を配合してもよい。

本実施形態のクエン酸回路活性化剤を飲食品として使用する場合、種々の食品素材又は飲料品素材に添加することによって、例えば、粉末状、錠剤状、顆粒状、液状（ドリンク剤等）、カプセル状、シロップ、キャンディー等の形状に加工して健康食品製剤、栄養補助食品等として使用することができる。上記の飲食品としては、具体的にはスポーツドリンク、茶葉やハーブなどから抽出した茶類飲料、牛乳やヨーグルト等の乳製品、ペクチンやカラギーナン等のゲル化剤含有食品、グルコース、ショ糖、果糖、乳糖やデキストリン等の糖類、香料、ステビア、アスパルテーム、糖アルコール等の甘味料、植物性油脂及び動物性油脂等の油脂等を含有する飲料品や食料品が挙げられる。また、本発明の目的を損なわない範囲において、基材、賦形剤、添加剤、副素材、増量剤等を適宜添加してもよい。

なお、このクエン酸回路活性化剤を医薬品又は飲食品として摂取する場合には、成人１日当たりクエン酸類含有量として好ましくは１〜１０ｇ、より好ましくは２〜５ｇである。有効成分であるクエン酸類の１日当たりの摂取量が１ｇ未満の場合にはクエン酸類によるクエン酸回路活性化作用を効果的に高めることができないおそれがある。一方、１日当たりの摂取量が１０ｇを超える場合には、その多くが排泄されてしまうために不経済である。

次に本実施形態における作用効果について、以下に記載する。
（１）本実施形態のクエン酸回路活性化剤は、クエン酸類を有効成分とし、体内においてクエン酸回路を活性化させる作用を有している。このため、本実施形態のクエン酸回路活性化剤は、生体内における効率的なエネルギー生産を促す生体機能促進剤として使用することができる。また、本実施形態のクエン酸回路活性化剤は、クエン酸回路の機能低下に対する予防・改善にも有用である。また、生体内においてエネルギー生産が効率化されることにより、運動持久力の向上や疲労を軽減させることができる。

（２）本実施形態におけるクエン酸類は柑橘類に多く含有されるため、抽出処理等を行なうことによりクエン酸類を容易かつ適切に精製・入手することができる。とくに、柑橘類としてレモンを用いると高濃度のクエン酸類を容易に入手することが可能である。また、柑橘類由来のクエン酸類を利用した場合には、天然成分由来であることから、安全性が高く、医薬品、飲食品に容易に適用することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 本実施形態のクエン酸回路活性化剤を、例えば馬、牛等のヒト以外の動物に使用してもよい。

・ 本実施形態のクエン酸回路活性化剤を、クエン酸回路に関与する酵素を活性化させる酵素活性化剤として使用してもよい。
・ 本実施形態のクエン酸回路活性化剤を、疲労軽減剤として使用してもよい。

次に、各試験例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（試験例１：クエン酸回路活性化剤によるクエン酸回路に関与する酵素の活性化に関する試験）
複数のｄｄＹマウス（６週齢、オス）を用意し、これらを５日間の予備飼育後に遊泳運動を行わせ、体重と遊泳時間が平均的となるように投与群１と対照群１との２群に群別し、これらを用いて本発明のクエン酸回路活性化剤のクエン酸回路活性化効果を検証した。投与群のｄｄＹマウスには、体重１ｋｇ当たり１２５ｍｇとなる量のクエン酸を蒸留水５００μｌに溶解させたもの（実施例１）を、また、対照群のｄｄＹマウスには蒸留水５００μｌ（比較例１）をそれぞれ定期的に経口投与した。投与スケジュールは、週６日間（月〜土）、１日１回、原則として１６：００〜１７：００の間とし、これを５週間継続した。また、各群のｄｄＹマウスには１週間毎に遊泳運動を行なわせた。遊泳運動は、体重の７％の錘を付け、頭部が水面下に５秒間沈むまで行った。

投与５週目は、遊泳運動を行なわせることなく、各群のｄｄＹマウスの解剖を行なった。そして、各群のｄｄＹマウスにおける筋肉中のクエン酸シンテターゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ及びリンゴ酸デヒドロゲナーゼの活性をそれぞれ測定した。

クエン酸シンターゼ活性は、Ｓｒｅｒｅらの方法により測定を行った。具体的には、筋肉ホモジネート液に１ｍＭ ＤＴＮＢ、１０ｍＭ ａｃｅｔｙｌ−ＣｏＡを含む０．１Ｍ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ Ｂｕｆｆｅｒを加え、２５℃の温水中に１０分間静置し、温度平衡に達した後、１０ｍＭ ｏｘａｌｏａｃｅｔａｔｅを添加して反応を開始させた。反応開始後５分間にわたり分光光度計を用いて４１２ｎｍの吸光度の変化を測定した。

コハク酸デヒドロゲナーゼ活性は、Ａｃｋｒｅｌｌらの方法により測定を行った。具体的には、０．３Ｍ リン酸緩衝液、３０ｍＭ ＥＤＴＡ、０．４Ｍ コハク酸、３％ウシ血清アルブミン、１０ｍＭ フェリシアン化カリウムを加え、２５℃の温水中に１０分間静置した。筋肉ホモジネート液を加え、反応を開始させた。反応開始後１０分間の４５５ｎｍの吸光度の変化を測定した。

リンゴ酸デヒドロゲナーゼ活性は、Ｐａｔｔａｋらの方法により測定を行った。具体的には、筋肉ホモジネート液を５００ｍＭ ｉｍｉｄａｚｏｌｅ−ＨＣｌ ｂｕｆｆｅｒ ｐＨ ７．４で希釈した。その０．０２ｍｌをマイクロセルに取り、５０ｍＭ ｉｍｉｄａｚｏｌｅ−ＨＣｌ ｂｕｆｆｅｒ ｐＨ ７．４を加え、１．５ｍＭ ＮＡＤＨを加え、３０℃で５分間静置後、４１２ｎｍで吸光度を測定した。さらに、５ｍＭ ｏｘａｌｏａｃｅｔａｔｅを加え、同様に１分間静置し、３分間の吸光度測定を行った。

また、有意差検定については、実施例１を投与した投与群１と比較例１を投与した対照群１との比較について対応のあるｔ検定を実施した。それらの結果を図１に示す。なお、図１において、「＊」は、ｔ検定の結果がｐ＜０．０５であることを示す。

図１に示す結果から、比較例１を投与した対照群１と比較して、実施例１を投与した投与群１では、クエン酸シンテターゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ及びリンゴ酸デヒドロゲナーゼのいずれにおいても、その活性が高められる傾向にあることが確認された。とくに、クエン酸シンテターゼ及びコハク酸デヒドロゲナーゼの酵素活性については、比較例１を投与した場合と比較して実施例１を投与した場合に有意に高められることが確認された。

上記結果から、クエン酸を摂取することによりクエン酸シンテターゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ及びリンゴ酸デヒドロゲナーゼの活性が高められることが確認された。クエン酸シンテターゼ、コハク酸デヒドロゲナーゼ及びリンゴ酸デヒドロゲナーゼは、クエン酸回路に関与する酵素であるため、クエン酸を摂取することによりクエン酸回路全体の活性が高められるということができる。

上述したとおり、クエン酸回路は生体内のエネルギー生産に寄与するシステムであることから、クエン酸回路が活性化されることによって、生体内においてより効率的にエネルギーが生産されるということが示唆される。これらの結果から、実施例１のクエン酸回路活性化剤は、生体内において効率的なエネルギー生産を促すという作用を発揮するものであるということができる。よって、生体内における効率的なエネルギー生産を促す生体機能促進剤として使用可能である。

（試験例２：クエン酸回路活性化剤による運動持久力の向上に関する試験）
複数のｄｄＹマウス（４週齢、オス）を用意し、これらを７日間の予備飼育後に遊泳運動を行わせ、体重と遊泳時間が平均的となるように、投与群２、投与群３及び対照群２の３群に群別し、これらを用いて本発明のクエン酸回路活性化剤の運動持久力の向上効果を検証した。投与群２のｄｄＹマウスには、体重１ｋｇ当たり６２．５ｍｇとなる量のクエン酸を蒸留水５００μｌに溶解させたもの（実施例２）を、投与群３のｄｄＹマウスには、体重１ｋｇ当たり１２５ｍｇとなる量のクエン酸を蒸留水５００μｌに溶解させたもの（実施例３）を、また、対照群２のｄｄＹマウスには蒸留水５００μｌ（比較例２）をそれぞれ定期的に経口投与した。実施例２、３及び比較例２は、１日１回ずつ投与し、これを５週間継続した。また、１週間毎に遊泳運動を行い、遊泳持続時間を測定した。遊泳持続時間は、体重の１０％の錘を付けた遊泳運動において、頭部が水面下に５秒間沈むまでの時間とした。

また、有意差検定については、実施例２、３を投与した投与群２、３と比較例２を投与した対照群２との比較について対応のあるｔ検定を実施した。それらの結果を図２に示す。なお、図２において、「＊＊」は、ｔ検定の結果がｐ＜０．０１であることを示し、「＊＊＊」は、ｔ検定の結果がｐ＜０．００５であることを示す。

図２の結果から、比較例２を投与した対照群２と比較して、実施例２、３を投与した投与群２、３では、遊泳持続時間が長くなることが確認された。とくに、実施例３を投与した投与群３の遊泳持続時間は、３週目以降、対照群２と比較して有意に長くなることが明らかになった。この運動持久力の向上は、クエン酸を摂取することにより、クエン酸回路が活性化されたことに起因するものであると考えられる。また、この結果はクエン酸が抗疲労作用を有することを示唆する。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
○ クエン酸類を有効成分として含有し、クエン酸回路に関与する酵素を活性化させることを特徴とする酵素活性化剤。

○ クエン酸類を有効成分として含有し、クエン酸シンテターゼを活性化させることを特徴とするクエン酸シンテターゼ活性化剤。
○ クエン酸類を有効成分として含有し、コハク酸デヒドロゲナーゼを活性化させることを特徴とするコハク酸デヒドロゲナーゼ活性化剤。

○ クエン酸類を有効成分として含有し、リンゴ酸デヒドロゲナーゼを活性化させることを特徴とするリンゴ酸デヒドロゲナーゼ活性化剤。
○ 前記クエン酸類は柑橘類由来であることを特徴とするクエン酸回路活性化剤。

○ 前記クエン酸回路活性化剤を有効成分として含有することを特徴とする飲料組成物。

Claims (4)

1. クエン酸シンテターゼにより生成される生成物の単位時間当たり生成量の最大値を増加させる酵素活性化剤であって、
   クエン酸及びクエン酸塩の少なくとも一種を有効成分として含有することを特徴とする酵素活性化剤（但し、飲食品として適用される場合を除く。）。
2. コハク酸デヒドロゲナーゼにより生成される生成物の単位時間当たり生成量の最大値を増加させる酵素活性化剤であって、
   クエン酸及びクエン酸塩の少なくとも一種を有効成分として含有することを特徴とする酵素活性化剤（但し、飲食品として適用される場合を除く。）。
3. 前記クエン酸は、クエン酸無水物及びクエン酸水和物から選ばれるクエン酸であり、前記クエン酸塩は、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸マグネシウム、及びクエン酸カルシウムから選ばれるクエン酸塩であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酵素活性化剤。
4. 医薬品、及び医薬部外品から選ばれる組成物に配合して用いられ、クエン酸シンテターゼ及びコハク酸デヒドロゲナーゼの少なくとも一種により生成される生成物の単位時間当たり生成量の最大値を増加させる機能を前記組成物に付与する酵素活性化剤であって、
   クエン酸及びクエン酸塩の少なくとも一種を有効成分として含有することを特徴とする酵素活性化剤。

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