JP7133820B1 - コロナウイルス感染症予防用香料組成物及び結合阻害剤 - Google Patents
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Abstract
Description
・一般式(1):
で表され且つ分子量200以下である第1の香料成分及びそのアセタール化合物、
・一般式(2):
で表され且つ分子量200以下である第2の香料成分及びそのアセタール化合物、
・10-Undecenal、Methyl β-naphthyl ketone、2-Methyl-3-(3,4-Methylenedioxyphenyl)Propanal、γ-Nonalactone、Citral、dihydroactinidiolide、α-fenchol、(E)-4-decenal、5-(hydroxymethyl)furfural、Shogaol、Oakmoss absolute、Clove bud oil、Bay leafoil並びにCaraway oil
からなる群より選択される少なくとも1種を有効成分として含有することを特徴とする。
・前記一般式(1)で表され且つ分子量200以下である第1の香料成分及びそのアセタール化合物、
・前記一般式(2)で表され且つ分子量200以下である第2の香料成分及びそのアセタール化合物、
・10-Undecenal、Methyl β-naphthyl ketone、2-Methyl-3-(3,4-Methylenedioxyphenyl)Propanal、γ-Nonalactone、Citral、dihydroactinidiolide、α-fenchol、(E)-4-decenal、5-(hydroxymethyl)furfural、Shogaol、Oakmoss absolute、Clove bud oil、Bay leaf oil並びにCaraway oil
からなる群より選択される少なくとも1種を有効成分として含有することを特徴とする。
本開示のコロナウイルス感染症予防用香料組成物(以下、単に「香料組成物」ともいう。)は、以下に示す特定の香料成分を含有することで、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)のスパイクタンパク質(その受容体結合ドメイン(RBD))がヒトのアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)に結合するのを阻害する(以下、香料組成物が発現する活性を「RBD-ACE2結合阻害活性」という。)。即ち、この香料組成物は、SARS-CoV-2が体内に侵入するのを阻害、抑制できるため、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の予防が期待できる。換言すると、本開示の香料組成物は、コロナウイルス感染症の予防に用いることができる。
本開示の香料組成物は、有効成分として、以下に示す種々の香料成分の少なくとも1種を含有する。つまり、香料組成物は、有効成分として、特定の香料成分1種のみを含有するものでもよく、特定の香料成分を組み合わせて複数成分を含有するものでもよい。
特定の香料成分の一つとして、一般式(1):
68(以下の表中の「No.」(番号)を示す。以下同様。):β-Phenylethyl alcohol(2-フェニルエチルアルコール)、一般式(1)中、R1はヒドロキシエチル基、R2~R5は水素原子である。
83:Methyl anthranilate(アントラニル酸メチル、2-アミノ安息香酸メチル)、一般式(1)中、R1はメチルエステル基、R2はアミノ基、R3~R5は水素原子である。
85:Eugenol(オイゲノール)、一般式(1)中、R1はヒドロキシ基、R2はメトキシ基、R3は水素原子、R4は直鎖状プロペニル基(アリル基)、R5は水素原子である。
86:Cinnamaldehyde(シンナムアルデヒド)、一般式(1)中、R1はホルミルエテニル基、R2~R5は水素原子である。
91:Methyl atrarate(アトラル酸、3,6-ジメチル-2,4-ジヒドロキシ安息香酸メチル)、一般式(1)中、R1はメチルエステル基、R2はヒドロキシ基、R3はメチル基、R4はヒドロキシ基、R5はメチル基である。
135:Cinnamyl alcohol(シンナミルアルコール)、一般式(1)中、R1は直鎖状ヒドロキシプロペニル基、R2~R5は水素原子である。
320:2-phenoxyethanol(2-フェノキシエタノール)、一般式(1)中、R1はエーテル結合を有するヒドロキシエチル基〔-O(CH)2OH〕、R2~R5は水素原子である。
321:benzyl alcohol(ベンジルアルコール)、一般式(1)中、R1はヒドロキシメチル基、R2~R5は水素原子である。
322:3-phenyl-1-propanol(3-フェニル-1-プロパノール)、一般式(1)中、R1はヒドロキシプロピル基、R2~R5は水素原子である。
324:2-hydroxybenzaldehyde(2-ヒドロキシベンズアルデヒド、salicylaldehyde(サリチルアルデヒド)、一般式(1)中、R1はホルミル基、R2はヒドロキシ基、R3~R5は水素原子である。
なお、第1の香料成分は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
特定の香料成分の一つとして、一般式(2):
303:perilla alcohol(ぺリリルアルコール、p-1,8-menthadien-7-ol(p-メンタ-1,8-ジエン-7-オール)、一般式(2)中、R6はヒドロキシメチル基、R7はイソプロペニル基である。
323:p-1-menthen-9-ol(1-p-メンテン-9-オール)、一般式(2)中、R6はメチル基、R7はヒドロキシイソプロピル基である。
なお、第2の香料成分は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
特定の香料成分の一つとして、以下に示す第3の香料成分が挙げられる。第3の香料成分は、前記した第1及び第2の香料成分以外の香料化合物(合成香料)である。
60:Aldehyde. C11(Lenic)(10-Undecenal、10-ウンデセナール)
81:Methyl β-naphthyl ketone(メチルβ-ナフチルケトン)
105:Helional(登録商標):2-Methyl-3-(3,4-Methylenedioxyphenyl)Propanal〔2-メチル-3-(3,4-メチレンジオキシフェニル)プロパナール〕
119:Aldehyde. C18(γ-Nonalactone、γ-ノナラクトン)
125:Citral(シトラール)
242:dihydroactinidiolide(ジヒドロアクチニジオリド)
304:α-fenchol(α-フェンコール、α-fenchyl alcohol(α-フェンチルアルコール))
306:(E)-4-decenal((E)-4-デセナール)
317:5-(hydroxymethyl)furfural(5-(ヒドロキシメチル)フルフラール)
329:Shogaol(ショーガオール)
なお、第3の香料成分は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
特定の香料成分の一つとして、以下に示す第4の香料成分が挙げられる。第4の香料成分は、前記した第1~第3の香料成分(合成香料)とは異なり、天然香料(精油・エッセンシャルオイルと呼ばれる天産品からの抽出物)であり、フレーバー(食品香料)やフレグランス(香粧品:香水・芳香剤)等の香料製品用素材として広く使用されている。
11:Oakmoss absolute(オークモスAbs.)、主成分:methyl everninate、methyl β-orcinol、carboxylate
12:Clove bud oil(チョウジ花油)、主成分:eugenol、acetoeugenol、β-caryophyllene
14:Bay leaf oil(ベイリーフ油)、主成分:eugenol、β-pinene、methyl eugenol
22:Caraway oil(キャラウェイ油)、主成分:d-carvone、d-limonene、carveol
なお、第4の香料成分は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
本開示の香料組成物は、前記した特定の香料成分を溶解するための溶媒を含有するものでもよい。つまり、香料組成物は、特定の香料成分と溶媒とを含有する溶液として用いてもよい。この場合、溶媒を用いて、香料組成物における特定の香料成分の濃度を前記した範囲になるように調整すればよい。溶媒としては、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブチルアルコールなどの低級脂肪族アルコール類;エチレングリコール、ブチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレンアルコール、グリセリンなどの多価アルコール類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノn-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、クエン酸トリエチル、フタル酸ジエチルなどのエステル類;ジメチルスルホキシド(DMSO)などのスルホキシド類;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素:流動パラフィンなどの鎖式飽和炭化水素;N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドなどの極性溶媒などが挙げられる。溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
本開示の香料組成物は、例えば、前記した特定の香料成分の少なくとも1種を所定濃度となるように配合し、これら配合物を前記した溶媒で溶解することにより、容易に調製できる。配合物を溶媒で溶解するときは、室温(25℃程度)で行ってもよく、40~80℃程度の温浴下で行ってもよい。
本開示の香料組成物は、例えば、フレーバー(食品香料)、フレグランス(香水、コロン、室内芳香剤などの香粧品)又はその素材に使用される。具体的には、香料組成物がフレーバーとして飲食物に添加されることで、RBD-ACE2結合阻害活性を有する特定の香料成分を飲食物から投与(以下「飲食投与」ともいう)できる。香料組成物がフレグランス製品に使用されることで、当該香料成分を吸入投与できる。これら投与方法は、安全性、生産性、コストの点で、ワクチン接種よりも有利である。また、これら投与方法は簡易であり、コロナウイルス感染症予防方法や予防薬として導入し易いため、安価かつ迅速に実用化可能な方法といえる。特に、フレグランスとして吸入投与する場合、特定の香料成分による芳香により、コロナウイルス感染症の予防対策が実施されていることを容易に確認できるという利点もある。なお、香料組成物は、前記の他、クリーム、乳液、ボディーローション、ボディーパウダー類、ヘアークリーム、ヘアーローション、ヘアースプレー、マスク、消臭剤、生理用品、吸入薬等の医薬品、繊維、衣類等にも好適に適用でき、いずれの形態であってもよい。
次に、本開示の結合阻害剤について、以下に説明する。この結合阻害剤は、アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)とコロナウイルス(SARS-CoV-2)との結合を阻害するRBD-ACE2結合阻害剤である。
以上説明したように、本開示の香料組成物及び結合阻害剤によれば、以下の効果を得ることができる。
・本開示の香料組成物及び結合阻害剤は、有効成分として、RBD-ACE2結合阻害活性を有する特定の香料成分の少なくとも1種を含有する。これら有効成分は、安全性及び生産性が高い一方、コストは低い。そのため、香料組成物及び結合阻害剤は、コロナウイルス感染症予防方法や予防薬として導入し易く、経済的に厳しい国や地域でも安価な予防手段として実用可能である。
・本開示の香料組成物及び結合阻害剤は、飲食投与や吸入投与が可能であるため、様々な場面・場所において、簡易にコロナウイルス感染症の予防ができる。
SARS-CoV-2スパイクタンパク質の受容体結合ドメイン(RBD)と宿主であるACE2との結合を阻害する評価系(ELISA変法)を用いて、種々の香料化合物について、従来株に対するRBD-ACE2結合阻害活性の有無を評価した。用いた材料や評価方法等を以下に記載する。
・RBD-ACE2結合阻害アッセイキット:AcroBIOSYSTEMS社製 SARS-CoV-2 Inhibitor screening Kit(品番:EP-105)(内容:組換えSARS-CoV-2 S protein RBDタンパク質(従来株)、組換えBiotinylated Human ACE2タンパク質、Streptavidin‐HRP、対照用SARS-CoV-2 Inhibitor(抗体))
・ELISA用96穴プレート:Corning社製 (品番#9018)
・各種試薬:
・Coating Buffer : 15mmol/L sodium carbonate (Na2CO3), 35mmol/L sodium hydrogen carbonate (NaHCO3), 7.7mmol/L sodium azide (NaN3), pH9.6
・Wash Buffer: PBS with 0.05% (v/v) Tween‐20 (pH7.4)
・Blocking Buffer: Wash Buffer with 2%(w/v) bovine serum albumin (BSA) (Sigma‐Aldrich社製, 品番A4737)
・Dilution Buffer: PBS with 1.5%(v/v) Tween‐20 (pH7.4) and 0.5%(w/v) BSA (Sigma‐Aldrich社製, 品番A4737)
・Substrate Dilution Buffer: 50mM disodium hydrogen phosphate (Na2HPO4) and 25mM citric acid, (pH 5.5 with 1M Sodium hydroxide)
・Substrate Stock Solution: 20mg/mL 3,3’,5,5’-Tetramethylbenzidine (TMB) (Sigma‐Aldrich社製, 品番860336) in Dimethyl sulfoxide (Sigma‐Aldrich社製, 品番D8418)
・TMB Substrate Working Solution: 125μL substrate stock solution in 25mL substrate dilution buffer and add 20μL of 5% H2O
・Stop Solution: 1M sulfuric acid (aqueous)。
・香料成分:以下の表に示す香料サンプル336種、塩野香料株式会社製。
〔評価サンプルの調製〕
・まず凍結保存しておいた組換えSARS-CoV-2 S protein RBDタンパク質(100μg/mL)を解凍後Dilution Bufferにて0.5μg/mLに希釈し、1ウェルあたり100μL をELISA用96穴プレートに加え、4℃にて16時間コーティングした。
・コーティング後、各ウェルを、300μLのWash Bufferにて4回洗浄後、各ウェルに300μLのBlocking Bufferを加え37℃で1.5時間ブロッキングした。
・ブロッキング後、各ウェルを300μLのWash Bufferにて4回洗浄後、各ウェルに任意の濃度(以下「投入濃度」という)(例えば1体積%(vol%)、以下同様)の香料サンプル(1.5%Tween20/0.5%BSA/PBSに溶解)を1ウェルあたり50μL加えた。陰性対照(基準)としてDMSO(濃度1% in 1.5%Tween20/0.5%BSA/PBS)を用い、1ウェルあたり50μL加えた。また検量線作成には、香料サンプルの代わりに対照用SARS-CoV-2 Inhibitor(抗体)を0.31μg/mL~20μg/mLの濃度で加えた。
・次に、凍結保存していた組換えBiotinylated Human ACE2タンパク質 (100μg/mL)を1.5%Tween20/0.5%BSA/PBSにて希釈して0.12μg/mLとし、1ウェルあたり50μL を加えて、37℃で1時間結合反応を行った。この時、香料サンプルの反応時の濃度(以下「反応濃度」という)は投入濃度の1/2であった([反応濃度]=[投入濃度]/2)。例えば投入濃度が1%の場合、反応濃度は0.5%である。なお、香料サンプルの反応濃度は、上記の「香料組成物における特定の香料成分の濃度(有効成分濃度、特定の香料成分を複数含有する場合は各濃度の合計)」と同等である。
・結合反応後、各ウェルを、300μLのWash Bufferにて4回洗浄後、Streptavidin-HRP溶液(50μg/mL)をDilution Bufferにて0.1μg/mLに希釈し、各ウェルに100μLを加え、密閉遮光して37℃で1時間反応させた。
・反応後、各ウェルを、300μLのWash Bufferにて4回洗浄後、各ウェルに200μLのTMB Substrate Working Solutionを加え、密閉・遮光して37℃で20分間反応させた。
・最後に、各ウェルに50μLのStop Solutionを加え、3分間揺すってインキュベート後、450nmの波長で吸光度を計測した。
前記で得られた計測値(吸光度)を基に、反応濃度0.5体積%のDMSOのRBD-ACE2結合阻害活性:1(100%)に対する、香料成分の反応時の有効成分濃度(各香料サンプルの反応濃度又はその合計)0.5体積%のときの相対活性値を算出し、以下の評価基準に基づいて、各香料サンプルのRBD-ACE2結合阻害活性を評価した。なお、相対活性値が小さいほど、RBD-ACE2結合阻害活性が高いことを意味する。例えば、相対活性値が0.4(40%)の場合、反応濃度0.5体積%のDMSO(基準)に対して、RBD-ACE2結合阻害活性が40%に低下した(換言すると、RBD-ACE2結合が60%阻害(抑制)された)こと意味する。
(評価基準)
◎:香料成分の有効成分濃度0.5体積%のときの相対活性値が0.4以下である。
〇:香料成分の有効成分濃度0.5体積%のときの相対活性値が0.4超過0.5以下である。
×:香料成分の有効成分濃度0.5体積%のときの相対活性値が0.5超過である。
各香料サンプルのうち、評価が◎又は〇のものを以下の表9に示す。なお、表9中の「%」は「体積%」を意味する。
次に、表9に示す香料サンプルを用い、従来株に対するRBD-ACE2結合阻害活性を発現する有効成分濃度を評価した。具体的には、香料成分の反応時の有効成分濃度(各香料サンプルの反応濃度又はその合計)を0.5体積%から0.15体積%、0.05体積%、0.015体積%又は0.005体積%に変更したこと以外は実施例1と同様にして、濃度0.5体積%のDMSOのRBD-ACE2結合阻害活性:1に対するRBD-ACE2結合阻害活性を評価した。その結果を表10に示す。なお、表10中の「%」は「体積%」を意味する。また、表10中の有効成分濃度「0.5%」における相対活性値(0.5%DMSO=1)は、表9に示す相対活性値と同じ値である。
表9に示す香料サンプルを用い、変異株に対するRBD-ACE2結合阻害活性の有無を評価した。具体的には、変異株として組換えSARS-CoV-2 S protein RBDタンパク質(N501Y)(AcroBIOSYSTEMS社製、品番:SPD-C52HN)に変更したこと以外は実施例1及び2と同様にして、各有効成分濃度において、N501Yに対するRBD-ACE2結合阻害活性の有無を評価した。各香料サンプルのうち、有効成分濃度0.5体積%のときの相対活性値が0.5以下(評価が◎又は〇)のものを以下の表11に示す。なお、表11中の「%」は「体積%」を意味する。
変異株として組換えSARS-CoV-2 S protein RBDタンパク質(L452R)(AcroBIOSYSTEMS社製、品番:SPD-C52HE)に変更したこと以外は実施例3と同様にして、各有効成分濃度において、L452Rに対するRBD-ACE2結合阻害活性の有無を評価した。各香料サンプルのうち、有効成分濃度0.5体積%のときの相対活性値が0.5以下(評価が◎又は〇)のものを以下の表12に示す。なお、表12中の「%」は「体積%」を意味する。
変異株として組換えSARS-CoV-2 S protein RBDタンパク質(E484K)(AcroBIOSYSTEMS社製、品番:SRD-C52H3)に変更したこと以外は実施例3と同様にして、各有効成分濃度において、E484Kに対するRBD-ACE2結合阻害活性の有無を評価した。各香料サンプルのうち、有効成分濃度0.5体積%のときの相対活性値が0.5以下(評価が◎又は〇)のものを以下の表13に示す。なお、表13中の「%」は「体積%」を意味する。
変異株として組換えSARS-CoV-2 S protein RBDタンパク質(K417N, E484K, N501Y)(以下「3重変異株」ともいう)(AcroBIOSYSTEMS社製、品番:SPD-C52HP)に変更したこと以外は実施例3と同様にして、各有効成分濃度において、3重変異株に対するRBD-ACE2結合阻害活性の有無を評価した。各香料サンプルのうち、有効成分濃度0.5体積%のときの相対活性値が0.5以下(評価が◎又は〇)のものを以下の表14に示す。なお、表14中の「%」は「体積%」を意味する。
以上の評価結果から、表9~14に示す香料成分は、従来株だけでなく、前記の各種変異株に対してもRBD-ACE2結合阻害活性を有することが示された。具体的には、従来株に対して優れたRBD-ACE2結合阻害活性を有する香料成分(特に、有効成分濃度0.5体積%のときの相対活性値が0.4以下(評価が◎)の香料成分)は、スパイクタンパク質をコードする遺伝子に1つの変異(N501Y、L452R、E484K等)又は3つの変異(K417N, E484K, N501Y)が生じた変異株に対しても優れたRBD-ACE2結合阻害活性を有することが分かった。これら結果から、表9~14に示す香料成分は、公知の変異株だけでなく、今後新たに発見される変異株(特にスパイクタンパク質のRBDに変異が生じた変異株)に対してもRBD-ACE2結合阻害活性を有する可能性が高いことが示唆される。
上述したように、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)のスパイクタンパク質(その受容体結合ドメイン(RBD))は、ヒトのアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)に結合して体内に取り込まれる。そして、表9~14に示す香料成分(以下「特定の香料成分」という)により、スパイクタンパク質のRBD(従来株及び前記の各種変異株の何れも含む)とACE2との結合が阻害されることを見出した。これら知見を考慮すると、特定の香料成分によるスパイクタンパク質のRBDとACE2との結合を阻害する作用機序としては、以下の3点が考えられる。
・特定の香料成分がACE2に結合することにより、スパイクタンパク質のRBDがACE2に結合し難くなる。
・特定の香料成分がスパイクタンパク質に結合することにより、当該スパイクタンパク質のRBDがACE2に結合し難くなる。
・特定の香料成分がスパイクタンパク質とACE2の両方に結合することにより、当該スパイクタンパク質のRBDがACE2に結合し難くなる。
Claims (4)
- フレーバー又はフレグランスの原料として用いられる香料素材として一般式(1)で表され且つ分子量200以下である第1の香料成分を、アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)とコロナウイルス(SARS-CoV-2)との結合を阻害するための有効成分として含有することを特徴とするコロナウイルス感染症予防用香料組成物。
- アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)とコロナウイルス(SARS-CoV-2)との結合を阻害する結合阻害剤であって、
フレーバー又はフレグランスの原料として用いられる香料素材として一般式(1)で表され且つ分子量200以下である第1の香料成分を有効成分として含有することを特徴とする結合阻害剤。
- Eugenolを有効成分としてさらに含有することを特徴とする請求項1に記載のコロナウイルス感染症予防用香料組成物。
- Eugenolを有効成分としてさらに含有することを特徴とする請求項2に記載の結合阻害剤。
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