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微量D-アミノ酸の一斉分析技術を開発

独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
九州大学大学院薬学研究院

分析装置がないため研究が進んでいなかったD型アミノ酸について全種類を
全自動で一斉に定量分析する技術を開発し創薬や疾病診断への道を拓く

【新規発表事項】　
独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ技術開発機構）の産業技術研究助成事業（予算規模：約50億円）の一環として、九州大学の准教授、浜瀬 健司氏は、全てのアミノ酸の光学異性体（D型・L型）について、全自動で一斉分析を行う技術を開発しました。
この技術は、タンパク質に含まれる全アミノ酸20種に数種のアミノ酸を加えた24種類に対してDL体を区別した全自動二次元分析を可能としており、分析装置がないため研究が進んでいなかったD-アミノ酸研究を進展させていく上で重要な技術です。
従来技術であるジアステレオマー法、キラル固定相法などでは不可能だった哺乳類体内の微量D型アミノ酸を一斉に分析することが可能になり、アミノ酸光学分割カラム（クロマトグラフィーに用いる物質を分離する媒体）をミクロ化することにも成功したため、溶媒使用量を従来の10分の1に減らしました。
この分析装置により、アミノ酸・タンパク質の研究が飛躍的に進み、新規生理活性物質の発見や病気の診断マーカー創出等への展開が期待されるものとして注目されています。

１．研究成果概要
アミノ酸には、互いに光学異性体（注1）となるD型（D体）とL型（L体）が存在しますが、ヒトを含む哺乳類の体内にあるアミノ酸は全てL型であると長い間考えられてきました。しかし近年、哺乳類の体内から数種のD型アミノ酸が発見され、脳やホルモン分泌組織などでD型が重要な役割を担っていることが明らかにされ始めています。しかし、全アミノ酸のD型・L型を区別して定量できる高感度な分析法がなかったため、生体内のD型アミノ酸の研究は停滞しています。この分野の研究が進めば、D型アミノ酸が未知の生理活性物質として働いていることや、疾患のマーカーとして利用できることが明らかになると期待されます。その結果、病気の診断・予防への応用や医薬品・機能性食品等の開発を通して、医療や人々の健康維持に大きく貢献できると考えています。
こうした背景から、D型アミノ酸の一斉分析技術を開発する研究を進め、その技術を確立しました。現在、連携企業とともに装置の実用化と市販に向けた研究を行っています。

（注1）光学異性体：原子の数・種類だけでなく結合順も同じだが、鏡像関係にあって重なりあわない立体的構造をもつ分子。

２．競合技術への強み
1)全アミノ酸を二次元で一斉に分析：生体内の微量D-アミノ酸分析には二次元法が不可欠です。従来の二次元分析法では、単一のアミノ酸をD型とL型に分けることはできましたが、全アミノ酸を一斉に二次元分析する装置はこれまでにありません。
2)全自動：非常に複雑な、しかも長時間を要する分析のプロセスを、人手を使わずに行うことができます。
3)省資源・低環境負荷：分析装置をミクロ化した結果、溶媒の量を大幅に低減、省資源だけでなく廃液による環境負荷も減らしました。
4)医療への貢献：D型アミノ酸による新しい診断法や予防法の開発の可能性を拡げ、創薬や機能性食品の開発も期待されます。
5)市販・実用化へ：連携企業と一斉分析装置の市販に向けた実用化研究を推進中です。

３．今後の展望
現在は分析装置の実用化・市販に向けた研究を、連携企業の資生堂とともに推進しています。これと並行して、全D型アミノ酸を対象として疾病や生理状態の変化に伴うマーカー分子の探索・発見と、新規診断法構築への研究を展開していきます。さらに、哺乳類体内における機能性D型アミノ酸の探索・発見と創薬・機能性食品の開発などへの展開も行っていきます。
　今後、本装置は高いミクロHPLC実用化技術を持つ資生堂との共同開発を進めていきます。現在、NEDO次世代戦略技術実用化開発助成事業で実用試作装置を共同開発中であり、これらの試作装置を用いる実試料、臨床試料などの測定を通した市場テストを検討中です。