24トピックス〔ビタミン 95 巻トピックス

Plastochromanol-8 の抗酸化作用$QWLR[LGDQWH൵HFWRISODVWRFKURPDQRO

既知の様に，脂溶性ビタミンの一種であるビタミン E

クロ種子，サチャインチナッツ，クロスグリ，トウモロには強い抗酸化作用があり，これまでも多数の研究に

コ シ に 多 く 含 ま れ て い る こ と が 報 告 さ れ て い る 7）

より多くの文献が公開されている．自身の場合，通常（表 1）．

はトコトリエノールを用いて培養細胞やマウスでの研PC-8 はトコトリエノールと同様にトコフェロールよ究を中心に行っている．しかし，マウスにトコトリエノーりも強い抗酸化作用を有することが報告されている．例

ルを投与するにあたり，餌が何由来で作られていてど

2,2ƍ-azobis（2,4-dimethylvaleronitrile）
えば Nowicka ら 8）は，の位ビタミン E 類が入っているのか？もしくは吸収後（AMVN）や 2,2ƍ-azobis（2-amidinopropane）-dihydrochlorideの組織内分布がどの位なのかについて調べる機会が（AAPH），亜鉛ポルフィリン（ZnTPP）を用いて，葉緑体あった．文献においても，トコトリエノール類は穀物やを含む plant lipid 由来の liposomes の脂質過酸化を試み種子に多く含有され，生体に吸収された後には脂肪組たところ，PC-8 が tocopherol よりも強力に酸化抑制した

1）2）

織や皮膚に比較的多く存在するとされる ．これらを調べる過程で，植物中には Ȗ トコトリエノールと類似しことを報告している（図 1）．しかし，この検討では，逆に Į-トコフェロールで濃度依存的に脂質過酸化が亢進した構造の plastochromanol-8（PC-8）が比較的多く含有さており，これについて筆者らはペルオキシダントとしてれていることが分った．
（シロイズナズナの葉では，Į-作用したとしている．また，2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl

トコフェロールが 25.2 nmol/g，Ȗ-トコフェロールが 3.0（DPPH）由来のラジカル補足作用と PC-8 を含む toco-nmol/g に対し，PC-8 は 1.2 nmol/g が含有されているとchromanol 濃度とは正の相関関係があるとも報告されて

3））元来，植物は自身で様々な脂溶性のの報告がある ．

いる 7）．

抗酸化物質を合成できるが，PC-8 はトコフェロール，また，Mène-Sa൵rané らは，シロイヌナズナからトコトコトリエノールと合わせて第 3 の tocochromanols 体とフェロールを欠損させ，PC-8 のみが存在するようにし位置付けられている 4）5）．文献を調査すると，PC-8 は植た遺伝子変異体を用いて，種子の乾燥時に生じる脂質物中でのビタミン E の生合成経路に関する報告で目に過酸化を調べたところ，PC-8 が有意に脂質過酸化を抑する場合が多く，かつ含有植物では我々が食するものも多数あるにも関わらず，関連研究は少なかった．ま制 4），これより彼らは PC-8 が植物種子の生存に重要な役割を果たしているとしている．抗酸化作用では Į-してや動物細胞や動物組織における研究報告は皆無とトコフェロールや Ȗ-トコフェロールよりも PC-8 の方いっても過言ではない．よって，本トピックスではこれが，さらに PC-8 よりも plastoquinol-9（PQH2-9）の方がらについて抗酸化作用を中心に紹介する．

より Lipid hydroperoxides（LOOH）の生成を抑制した（図今から 50 年前にゴムの木の葉から発見された 6）PC-81）ことから，イソプレノイド基が電子やプロトンのは，クロマン環構造にイソプレン単位が 8 付いた構造キャリアとなることで非酵素的な脂質過酸化反応に対をしている（Ȗ トコトリエノールの側鎖が長くなった構-9し有効性を示すとされている 8）9）．Plastoquinone（PQ）造をしており，Ȗ トコトリエノールは plastochromanol-3が Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphateとなる．
）（図 1）．植物やシアノバクテリア中などで合成（NADPH）quinone oxidoreductase により PQH2-9 に還元され，総量で言えばもちろんトコフェロールよりは少なされ，さらにフィチルベンゾキノール前駆体からヒド

いが，PC-8 を多含する植物種はトコフェロールを多含ロキシクロマンの形成を触媒するトコフェロールシクする種と類似している．葉や種，花や果実の部分に多ラーゼにより PQH2-9 から PC8 が合成される 8）といっ

3）

く含まれる が，30 種類ほどの植物種子油を詳細に分たように，これらの物質は非常に近い者同士であるが，析した結果では，ヨーロッパキイチゴ，小麦胚芽，ザ若干その作用メカニズムは異なるようである．また，

1 号（1 月）2021〕

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トピックス
表1

植物種子中に含まれる tocotrienols と PC-8 の含有量 7）

3ODVWRFKURPDQRO
+2+2



3ODVWRTXLQRO
2+2++

図 1 Plastochromanol は AMVN による plant lipid liposomes の脂質過酸化を tocopherol よりも強力に抑制した（左）8）．
1：250 や 1：50 とは liposome への含有比を示している．この実験結果では，PC8 よりも PQH2-9 の方がさらに脂質過酸化抑制効果が高いこと示している．Plastochromanol-8：PC8（右上），Plastoquinol-9：PQH2-9（右下）

葉緑体やミトコンドリアでユビキノン合成を制御してラーゼの活性変化は，もちろん PC8 だけでなく，4 種いる ABC1 様キナーゼが，トコフェロールシクラーゼのトコフェロール同族体量にも影響する（図 2）．これをリン酸化することで活性を制御し，PC8 の蓄積に関らを考慮すると，側鎖が二重結合でかつ長いほど抗酸与しているともされている

10）．トコフェロールシク化作用が強いことが推察されるが，植物種や単一種内26〔ビタミン 95 巻トピックス

図2Tocochromanols の生合成経路 4）11）での分布や含有量がそれぞれ異なることから，一概に結論付けることもできないだろう．また，メナキノン

文献-4 やメナキノン-7 といったビタミン K 類とも構造が1）Aggarwal BB, Sundaram C, Prasad S, Kannappan R (2010) Tocot-

近いために，何か関連性があるかを調べたが今回は確

rienols, the vitamin E of the 21st century: It’s potential against can-認することができなかった．
ビタミン E は他のビタミンと同様，摂取しなければ我々の体には重篤な症状が起きる．だが，「ビタミン」である故に自身で合成することはできない．これまで，

cer and other chronic diseases. Biochem Pharmacol 80, 1613-1631
2）Patel V, Rink C, Khanna S, Sen CK (2011) Tocotrienols: The lesser
known form of natural vitamin E. Indian J Exp Biol 49, 732-738
3）Zbierzak AM, Kanwischer M, Wille C, Vidi PA, Giavalisco P,Lohmann A, Briesen I, Por¿rova S, Bréhélin C, Kessler F, Dör-

植物に合成してもらったものを我々は享受してきたわ

mann P (2009) Intersection of the tocopherol and plastoquinol

けだが，今回のトピックス作成を通じてビタミン E のmetabolic pathways at the plastoglobuli. Biochem J 425, 389-399

合成に関する新たな知識を得ることができた．今後は4）Mène-Sa൵rané L, Jones AD, DellaPenna D (2010) Plastochroma-

見聞を広めて時にはこれらの領域の文献もチェックすnol-8 and tocopherols are essential lipid-soluble antioxidants during seed desiccation and quiescence in Arabidopsis. Proc Natlるようにしたい．

Acad Sci USA 107, 17815-17820

Key words :Plastochromanol-8, Vitamin E, Tocochromanol,Antioxidant, Lipid peroxidation5）Kruk J, SzymaĔska R, Cela J, Munne-Bosch S (2014) Plastochromanol-8: ¿fty years of research. Photochemistry 108, 9-16
6）KJ Whittle, PJ Dunphy, JF Pennock (1965) Plastochromanol inthe leaves of Hevea brasiliensis. Biochem J 96, 17-19

Molecular Cell Biology Laboratory, Department of Bioscience and Engineering, College of System Engineering andnol and other biological prenyllipids in the inhibition of lipid per-Fukui Koji
システム理工学部

生命科学科

分子細胞生物学研究室
福井

good source of vitamin E. Food Chemistry 296, 160-166
8）Nowicka B, Gruszka J, Kruk J (2013) Function of plastochroma-Sciences, Shibaura Institute of Technology
芝浦工業大学7）Trela A, SzymaĔska R (2019) Less widespread plant oils as aoxidation- A comparative study in model systems. Biochim Biophys Acta 1828, 233-2409）Nowicka B, Kruk J (2010) Occurrence, biosynthesis and function

浩二of isoprenoid quinones. Biochim Biophys Acta 1797, 1587-1605
10）Mène-Sa൵rané L (2018) Vitamin E Biosynthesis and its regulation

利益相反自己申告：申告すべきものなし

in plants. Antioxidants (Basel) 7, 2 10.3390/antiox7010002
11）Falk J, Munné-Bosch S (2010) Tocochromanol functions in plants:（2020.10.20 受付）

antioxidation and beyond. J Exp Bot 61, 1549-1566