カプシエイトカプシエイト--トウガラシ品種トウガラシ品種CHCH--1919甘に甘に由来する機能性素材由来する機能性素材

味の素株式会社味の素株式会社

健康基盤研究所健康基盤研究所

三輪三輪 哲也哲也

ヒトでの安全性が明らかヒトでの安全性が明らか関与成分のヒトでの有効性が明らか関与成分のヒトでの有効性が明らか作用メカニズムが明らか作用メカニズムが明らか

植物素材の持つ新機能植物素材の持つ新機能アミノ酸の持つ新機能アミノ酸の持つ新機能伝統食の持つ新機能伝統食の持つ新機能

味の素株式会社の健康基盤食品味の素株式会社の健康基盤食品

朝日新聞２００７年９月２日朝刊から

産経新聞２００８年５月１日朝刊から

●肥満症 （特に内臓脂肪型肥満）●糖尿病●高血圧症●高脂血症

●不適切な食生活（ｴﾈﾙｷﾞｰ・食塩・脂肪の過剰等）●身体活動・運動不足●喫煙●過度の飲酒●過度のストレス

●半身の麻痺●日常生活における支障●認知症

● 肥 満 ● 高血糖● 高血圧 ● 高脂血

レベルレベル 11

レベルレベル 22

レベルレベル 33

●虚血性心疾患（心筋梗塞・狭心症等）●脳卒中（脳出血・脳梗塞等）●糖尿病の合併症（失明・人工透析等）

レベルレベル 4 4

レベルレベル 55

厚生労働省のウェブサイト厚生労働省のウェブサイト((http://www.mhlw.go.jp/bunya/kenkou/metabo02/http://www.mhlw.go.jp/bunya/kenkou/metabo02/kiso/danger/index.html)kiso/danger/index.html)よりよりカプシエイト・ナチュラカプシエイト・ナチュラ生活習慣病のイメージ

年齢階層別基礎代謝量

0200400600800

10001200140016001800

1歳～

2歳　

3歳～

5歳

6歳～

8歳

9歳～

11歳

12歳～

14歳

15歳～

17歳

18歳～

29歳

30歳～

49歳

50歳～

69歳

70歳以

上

年齢層

基礎

代謝

量(kcal/日

)

♂

♀

加齢による基礎代謝の減少加齢による基礎代謝の減少

●●基礎代謝基礎代謝1kcal/1kcal/日の減少は、約日の減少は、約4g/4g/月の脂肪増加に相当月の脂肪増加に相当●基礎代謝●基礎代謝200kcal/200kcal/日の減少は、約日の減少は、約800g/800g/月の脂肪増加に相当月の脂肪増加に相当

●●矢澤（京都大学）らによって、矢澤（京都大学）らによって、C.annuum C.annuum のの辛味品種辛味品種CHCH--1919から、辛味を持たないが、から、辛味を持たないが、

発汗作用のある突然変異体を分離。形質を発汗作用のある突然変異体を分離。形質を固定・安定化させた品種が、固定・安定化させた品種が、CHCH--1919甘。甘。●●CHCH--1919甘は甘はカプサイシンカプサイシンをほとんど含まず、をほとんど含まず、

カプシエイトカプシエイトを多量に含有。を多量に含有。●カプシエイトの辛味はカプサイシンの●カプシエイトの辛味はカプサイシンの1/10001/1000。。

カプシエイトとカプサイシンの化学構造カプシエイトとカプサイシンの化学構造

カプシエイトカプシエイトOOHOHO

CHCH33OOOO

カプサイシンカプサイシンNN

OO

HHHOHO

CHCH33OO

辛くないトウガラシ品種辛くないトウガラシ品種CHCH--1919甘甘

Kamphaeng Phet

Bangkok

精製トウガラシ油精製トウガラシ油

ソフトカプセルソフトカプセル（植物性皮膜）（植物性皮膜）

乾燥乾燥

抽出抽出

カプセル化

カプセル化

精製精製

CHCH--1919甘甘

栽培栽培

［タイ］［タイ］ ［日本］［日本］

カプシエイト・ナチュラができるまでカプシエイト・ナチュラができるまで

http://www.ajinomotohttp://www.ajinomoto--ff.com/capsiate_natura/index.aspff.com/capsiate_natura/index.asp

カプシエイト・ナチュラカプシエイト・ナチュラ

A representative whole-cell current traces evoked by capsaicin and capsiate in HEK293 cell expressing TRPV1.

Iida T. et al. Neuropharmacology (2003)

Concentration-response curves for capsaicin( ) and capsiate( ).mean Values±SE from five independent cells.

Capsiate (300nM)

Capsaicin (100nM)

TRPV1 （transient receptor potential V1)●●カプサイシン受容体として、感覚神経に発現カプサイシン受容体として、感覚神経に発現

●カプサイシン以外にも、酸（プロトン）、熱（＞４３℃）●カプサイシン以外にも、酸（プロトン）、熱（＞４３℃）

刺激を受容刺激を受容

カプシエイトはTRPV1チャネル受容体を活性化する

confidential

白色脂肪（白色脂肪（WAT)WAT)

肝臓肝臓

*, *, ##; ; pp < 0.05 vs. LF, HF respectively by Tukey< 0.05 vs. LF, HF respectively by Tukey’’s post hoc tests post hoc test

Values are mean Values are mean SE (n=8SE (n=8--11).11).

Perirenal

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

LF HF 0.01CSNs

0.1CSNs

0.3CSNs

Wei

ght (

g)

* * * *

Perirenal

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

LF HF 0.01CSNs

0.1CSNs

0.3CSNs

Wei

ght (

g)

* * * *

Epididymal

0.00.51.01.52.02.53.0

LF HF 0.01CSNs

0.1CSNs

0.3CSNs

Wei

ght (

g)

* * * *Epididymal

0.00.51.01.52.02.53.0

LF HF 0.01CSNs

0.1CSNs

0.3CSNs

Wei

ght (

g)

* * * *Mesenteric

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

LF HF 0.01CSNs

0.1CSNs

0.3CSNs

Wei

ght (

g)

** * *

#Mesenteric

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

LF HF 0.01CSNs

0.1CSNs

0.3CSNs

Wei

ght (

g)

** * *

#

臓器重量；臓器重量；

Interscapular BAT

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

LF HF 0.01CSNs

0.1CSNs

0.3CSNs

Wei

ght (

g)

# #Liver

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

LF HF 0.01CSNs

0.1CSNs

0.3CSNs

Wei

ght (

g)

Liver

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

LF HF 0.01CSNs

0.1CSNs

0.3CSNs

Wei

ght (

g)

* *

褐色脂肪（褐色脂肪（BAT)BAT)

カプシエイトは内臓脂肪と肝臓の重量増加を抑制カプシエイトは内臓脂肪と肝臓の重量増加を抑制

confidentialカプシエイトのエネルギー代謝・脂肪酸化亢進効果カプシエイトのエネルギー代謝・脂肪酸化亢進効果

155

160

165

170

175

180

185

190

195

0 7 14 21 28day

VO

2　(m

l/day

/g0.

75）

LFHFCSNs

**

*

**

**

##

#

23

25

27

29

31

33

0 7 14 21 28day

Body

wei

ght (

g)

LF(n=10)

HF(n=10)

CSNs(n=12)

*

*

*

*

**

Mean Mean ±±SE,SE,

＊＊ p<0.05p<0.05 CSNCSNｓｓ vs LF, vs LF,

# p<0.05 HF vs LF# p<0.05 HF vs LF

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

0 7 14 21 28

day

RQ

(Lig

ht)

LF HF CSNs

＊,　#

0.82

0.83

0.84

0.85

0.86

0.87

Dark Light

RQ

HF CSNs

*

*

体重体重酸素消費量；酸素消費量；VOVO22 呼吸商；呼吸商；RQRQ（明期）（明期）(inset; average of 28 days)(inset; average of 28 days)

エネルギー消費を亢進エネルギー消費を亢進エネルギー消費を亢進 脂質酸化を亢進脂質酸化を亢進脂質酸化を亢進

confidentialカプシエイトのインスリン感受性改善効果カプシエイトのインスリン感受性改善効果

AUCAUC

020406080

100120140160

0 30 60 90 120Time (min)

Blo

od g

luco

se (m

g/dL

)

LFHFCSNs

****##

Values are means Values are means SE (n=5SE (n=5--6).6).*, *, ##; ; pp < 0.05 vs. LF, HF respectively by Tukey< 0.05 vs. LF, HF respectively by Tukey’’s s post hoc test.post hoc test.

インスリンインスリン1 U/kg 1 U/kg 負荷後の血糖推移負荷後の血糖推移

20

25

30

35

40

-10 0 10 20 30 40 50 60Day

Body

wei

ght (

g)

LFHFCSNs

体重 * HF vs. LF

* CSNs vs. LF

インスリン感受性の改善；インスリン感受性の改善；

0

5000

10000

15000

LF HF CSNs

AUC

(Blo

od g

luco

se)

†

インスリン感受性低下を改善インスリン感受性低下を改善インスリン感受性低下を改善

インスリン感受性改善＋インスリン感受性改善＋ 内臓脂肪・肝脂肪の蓄積抑制効果内臓脂肪・肝脂肪の蓄積抑制効果

カプシエイトは「抗カプシエイトは「抗MSMS効果」を有する。効果」を有する。

confidentialヒトでのカプシエイト摂取のエネルギー代謝に対する影響ヒトでのカプシエイト摂取のエネルギー代謝に対する影響

control3mg10mg

Values are mean SE (n=8-11).

0.74

0.76

0.78

0.80

0.82

0 2 4week

Res

pira

tory

quo

tient

-30-20-10

0102030

0 2 4week

⊿G

luco

se o

xida

tion

(mg/

min

)

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0 2 4week

⊿V

O2 (

ml/m

in/k

g)

**#

-1.0-0.50.00.51.01.52.0

0 2 4week

⊿R

EE

(kca

l/day

/kg )

†

+

†

-15-10

-505

101520

0 2 4week

⊿Fa

t oxi

datio

n(m

g/m

in)

†

† †

†+

†, *; p < 0.1, 0.05 vs. controls, +, #; p < 0.1, 0.05 vs. pre-value

呼吸商 糖質酸化量 脂質酸化量

酸素消費量 エネルギー消費量（BMI≧25の被験者）

Inoue et al. Biosci. Biotechnol. Biochem.,71(2), 380-389, 2007

http://www.ajinomotohttp://www.ajinomoto--ff.com/capsiate_natura/index.aspff.com/capsiate_natura/index.asp

カプシエイト・ナチュラカプシエイト・ナチュラ

用いた材料用いた材料

××

FF11 （辛）（辛）

FF22（（3131個体）個体）

ＣＨ１９甘ＣＨ１９甘 （甘）（甘） 7P467P46 （辛）（辛）分離集団の育成分離集団の育成

：：（（1 : 3 )1 : 3 )

CapsiateCapsiate生成生成 CapsaicinCapsaicin生成生成（（99）） （（2222）） ≒≒

HPLCHPLC分析により、分析により、FF22個体個体CapsiateCapsiateととCapsaicinCapsaicinの分析の分析

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

Capsiate

Capsaicin

1010--

88 1010--

10101010--

1111

1010--1

313

1010--1

818

2323--11

2323--22

2323--44

2323--

88

1010--

111010--

22 1010--

1414

1010--

441010--

551010--

661010--

77

1010--

99 1010--

12121

010--

33 1010--

1515

1010--

16161010--

1717

1010--

1919

1010--

2020 2

323--33

2323--55

2323--66

2323--

77

2323--

992323--

1010

2323--

1111

カプシエイト産生形質の遺伝カプシエイト産生形質の遺伝

CH2CHCOOHNH2

Phenylalanine

CH=CHCOOH

HOOCH3

Ferulic acid

PAL

CH=CHCOOH

Cinnamic acid

Ca4H

CH=CHCOOH

HO Coumaric acid

Ca3HOH

CH=CHCOOH

HO Caffeic acid

COMT

CH=O

HO OCH3

Vanillin

カプサイシン

capsaicinoid synthase

pAMT

CH2NH2

HO VanillylamineOCH3

N

HO OCH3

HO代謝物

酵素名

Phenyl propanoid pathway

or Ketoisocaproate

HOOC-CH-CH-CH3

CH3

CoA-S-C-CH-CH3

CH3

Valineor Leucine

IsobutyryCoA

=

CH3 α- Ketoisovalerate

O

BCAT

BKDH

-= OFAT

NH2

Fatty acid synthesis

3×malonyl CoA

8-methyl-6-nonenoic-S CoA

HOOC-CH-CH-CH3

CoA-SC(CH2)4CH=CH

CH3

CH3

CH

=

O

Branched chain fatty acid pathway

O

HO OCH3

O

カプシエイト

CH2OH

HO Vanillyl alcoholOCH3

pAMT :Putative aminotransferase

Phenyl propanoid pathway

予想されるカプサイシンとカプシエイトの生合成経路予想されるカプサイシンとカプシエイトの生合成経路

CHCH--1919甘甘カプサイシン型カプサイシン型トウガラシトウガラシ

Vanillylamine and vanillyl alcohol contents (mg/g DW) Vanillylamine and vanillyl alcohol contents (mg/g DW) in CHin CH--19 Sweet, CH19 Sweet, CH--19, and Takanotsume19, and Takanotsume

バニリルアミンバニリルアミン バニリルアルコールバニリルアルコール カプサイシンカプサイシン カプシエイトカプシエイト

CHCH--1919甘甘 0.00780.0078 0.09210.0921 0.20000.2000 1.33201.3320

CHCH--1919 0.01300.0130 0.04800.0480 2.18102.1810 0.01370.0137

タカノツメタカノツメ 0.01960.0196 0.04420.0442 4.62904.6290 0.09700.0970

CHCH--1919甘のバニリルアミン、バニリルアルコール含量甘のバニリルアミン、バニリルアルコール含量

CH2CHCOOHNH2

Phenylalanine

CH=CHCOOH

HOOCH3

Ferulic acid

PAL

CH=CHCOOH

Cinnamic acid

Ca4H

CH=CHCOOH

HO Coumaric acid

Ca3HOH

CH=CHCOOH

HO Caffeic acid

COMT

CH=O

HO OCH3

Vanillin

カプサイシン

capsaicinoid synthase

pAMT

CH2NH2

HO VanillylamineOCH3

N

HO OCH3

HO代謝物

酵素名

Phenyl propanoid pathway

or Ketoisocaproate

HOOC-CH-CH-CH3

CH3

CoA-S-C-CH-CH3

CH3

Valineor Leucine

IsobutyryCoA

=

CH3 α- Ketoisovalerate

O

BCAT

BKDH

-= OFAT

NH2

Fatty acid synthesis

3×malonyl CoA

8-methyl-6-nonenoic-S CoA

HOOC-CH-CH-CH3

CoA-SC(CH2)4CH=CH

CH3

CH3

CH

=

O

Branched chain fatty acid pathway

O

HO OCH3

O

カプシエイト

CH2OH

HO Vanillyl alcoholOCH3

pAMT :Putative aminotransferase

pAMT

Phenyl propanoid pathway

CH=O

HO OCH3

Vanillin

予想されるカプサイシンとカプシエイトの生合成経路予想されるカプサイシンとカプシエイトの生合成経路

CHCH--1919甘甘カプサイシン型カプサイシン型トウガラシトウガラシ

pAMTpAMT cDNA 5cDNA 5’’ 33’’

Position (Position (--bp)bp) CH19CH19甘甘 CH19CH19辛辛 HabaneroHabanero--3030 AA AA TT9191 TT GG GG

105105 CC CC TT166166 AA AA GG373373 CC CC AA

630630 CC CC AA

848848 CC CC GG918918 CC CC AA

10401040 CC CC TT11491149 GG GG AA11501150 AA AA GG12301230 GG GG AA12801280 CC CC TT12911291 TT -- --13021302 GG GG AA13761376 AA AA CC14091409 AA AA TT14661466 AA AA GG

CHCH--1919甘が甘が CHCH--1919辛、辛、HabaneroHabaneroとのとのSNPSNP

SNP; Single Nucleotide Polymorphism SNP; Single Nucleotide Polymorphism

1616 bp1616 bp

pAMTpAMT遺伝子の遺伝子のcDNAcDNA配列分析配列分析

●●pAMT(AF085149)pAMT(AF085149)●●トウガラシゲノムにトウガラシゲノムに11コピー存在コピー存在

TGA: stop codonTGA: stop codon

CH19CH19甘甘 pAMTpAMT遺伝子の変異遺伝子の変異

pAMTpAMT

27

7

27

7 ｌｌ o

ng

on

g

Pungent Pungent

KC

46

5K

C4

65

Takan

oTakan

o--

tsu

me

tsu

me

KC

13

9K

C1

39

msG

TY

msG

TY

-- 11

C1

C1

C8

C8

Fu

shim

iFu

shim

i

Pim

en

tP

imen

t

CH

1-9

甘#

1

CH

1C

H1-- 99

甘甘#

2#

2

UbiquitinUbiquitin

NonNon--pungentpungent

(kDa)

150-

100-

75-

50-

37-

25-

20-

15-

CH

CH

-- 19

19甘甘

CH

CH

-- 19

19

mRNAmRNAの発現分析の発現分析(RT(RT--PCR)PCR) タンパク質の発現分析タンパク質の発現分析(Western)(Western)

Forward Forward primerprimer

TTTTCTTGAACTACTCAACTATGCGTATATACCCTTTCGTAAGAACCTATGATTCTTGAACTACTCAACTATGCGTATATACCCTTTCGTAAGAACCTATGAAAAAAA

TTTAAA:DraI SiteTTTAAA:DraI Site Reverse primerReverse primer

dCAPS : Derived Cleaved Amplified Polymorphic SequencedCAPS : Derived Cleaved Amplified Polymorphic Sequence

CH

-19甘

CH

CH

-- 19

19

dCAPSdCAPS分析分析

DNADNAマーカーの作成マーカーの作成

317bp

269bp

CH

CH‐‐1

91

9甘甘

ピーマン

ピーマン

伏見甘長

伏見甘長

ﾜﾝﾀﾞ－

ベル

ﾜﾝﾀﾞ－

ベル

フルーピーｲﾛエー

フルーピーｲﾛエー

甘とう美

人甘

とう美

人

ししとう

ししとう

鷹の爪

鷹の爪

八つ房

八つ房

ハバネロ

ハバネロ

NonNon--PungentPungent PungentPungent

Red

ch

err

y

Red

ch

err

y

ho

th

ot

Hu

ng

rian

H

un

gri

an

h

ot

wax

ho

t w

ax

Mo

lato

Mo

lato

Cayen

ne L

G

Cayen

ne L

G

thic

kth

ick

Cayen

ne

Cayen

ne t

hin

thin

Jam

aic

an

Ja

maic

an

h

ot

red

ho

t re

d

様々なトウガラシ系統のpAMT遺伝子のdCAPS分析

A

a

a

0.0

1.0

2.0

3.0Capsinoids Capsaicinoids

0.01.02.03.04.0

b

b

＋ ＋ － ＋ － － － － ＋ － － － ＋ － ＋ ＋

＋ ＋ － － － ＋ － － － － ＋ ＋ ＋ －

C C C C C C C S C S S C S C C C C S C C S S C S C C C S C C C C C

C C C C C C C C C C C C C S S S C C C S C S C C S C C S C C C C C C C C C S

dCAPSの分離とカプシエイト生成の分離

F2:CHF2:CH--1919甘甘××7P467P46におけるにおけるdCAPSdCAPSパターンとカプシエイト生成の分離パターンとカプシエイト生成の分離

dCAPSdCAPSパターンとカプシエイト生成が一致→品種改良への応用パターンとカプシエイト生成が一致→品種改良への応用

800

1000

1200

1400

1600

1800

15～17 18～29 30～49 50～69 70以上

年齢（歳）

基礎

代謝

量（

kcal/日

）

男性

女性

燃やしてためない健康的なカラダづくりをサポート

食生活の見直し

カプシエイト運動不足の解消

カプシエイトを活用した健康づくりカプシエイトを活用した健康づくり

品種利用の観点からのカプシエイト品種利用の観点からのカプシエイト

トウガラシトウガラシ

カプサイシンカプサイシン

新規物質新規物質

カプシエイトカプシエイト

CHCH--1919甘甘

●●単一遺伝子の変異→新規な化学構造を有する物質単一遺伝子の変異→新規な化学構造を有する物質

●●品種の化学的な多様性の検討→新しい機能性物質品種の化学的な多様性の検討→新しい機能性物質

京都大学大学院農学研究科京都大学大学院農学研究科

矢澤矢澤 進先生進先生

京都大学大学院農学研究科京都大学大学院農学研究科

伏木伏木 亨先生亨先生

静岡県立大学食品栄養科学部静岡県立大学食品栄養科学部

渡辺渡辺 達夫先生達夫先生

自然科学研究機構自然科学研究機構 岡崎統合バイオサイエンスセンター岡崎統合バイオサイエンスセンター

富永富永 真琴先生真琴先生

トキタ種苗株式会社トキタ種苗株式会社

共同研究者の皆様共同研究者の皆様