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広岛大学放射光科学研究センター
准教授 松尾 光一
TEL: 082-424-6297
E-mail：pika＊hiroshima-u.ac.jp (注: ＊は半角@に置き換えてください)
&濒迟;报道に関すること&驳迟;
株式会社ミルボン広报室
TEL: 03-3517-3915
概要
株式会社ミルボン(代表取締役社長?佐藤 龍二)と広島大学 放射光科学研究センター(HiSOR)※1の松尾光一 准教授らは、ヘアアイロンなどで毛髪が熱ダメージを受ける際に、毛髪のタンパク質がどのように構造変化するのか、その過程を高精度に観察することに世界で初めて成功しました。
この新技术により、热ダメージした毛髪に対して、有効なケア成分を高精度に探索できるようになります。それに伴って、非常に効果的なヘアケア製品の开発が期待されます。
本研究成果の一部は、2020年蛋白质科学会年会で発表しました。※2
本技术のポイント
ヘアアイロンをはじめとした热を利用した器具を使用し、多くの方がヘアデザインづくりを楽しんでいます。しかし、こうした热処理は、毛髪にダメージを与えてしまいます。
生卵を热すると固まってゆで卵になるように、タンパク质は热を与えると徐々に凝集し、固体化してタンパク质溶液が浊ってしまう性质があります。毛髪も约85％がケラチンと呼ばれるタンパク质で构成されており、ヘアアイロンなどの热により、このケラチンが凝集することが热ダメージの大きな原因となっています。
これまでも、ケラチンに热を加える前の状态や、完全に热凝集してしまった状态の构造を観察することはできました。しかし、この変化していく过程の状态は観察することができなかったため、热ダメージを抑制する成分の探索方法に制约がありました。本技术により、こうした成分を効率的かつ高精度に探索することができるようになります。
热処理前の可溶化しているケラチン(左)
热凝集したケラチン(右)
今后の展望
同じ时间で同じ热を与えても毛髪のダメージを抑える成分や、热凝集してしまったケラチンを元の状态に回復させる成分などを调査し、非常に効果の高い热ダメージ対応ヘアケア製品の开発を进めます。
補足1: なぜケラチンの構造変化過程を観察できるようになったのか
これまでミルボンは、ケラチンの构造観察に颁顿スペクトル测定※３を用いた溶液でのモデル実験を行ってきました。しかし、この方法は溶液に光を透过させて测定するため、ケラチンが可溶化して透明な状态(上记写真左)でしか测定できません。しかし、ケラチンが徐々に热凝集し、溶液中で悬浊した状态(上记写真右)だと光が透过できず、その构造を観察できないという课题がありました。そこで、贬颈厂翱搁の强い光源で生み出される放射光を利用すれば、热で徐々に悬浊していく状态でも充分な量の光が透过でき、颁顿スペクトル测定が可能になると考え、この课题に取り组みました。
補足2: HiSORの放射光が生み出した成果
1. 熱処理条件下でケラチンの構造をありのままの状態で測定できるようになった。
贬颈厂翱搁の强い光源で生み出された放射光により、热処理によって悬浊していくありのままの状态のケラチン溶液でも充分な光が透过する事ができるようになり、颁顿スペクトル测定が可能となりました。その结果、热処理条件下においてケラチンの构造を时间経过ごとに追えるようになり、构造が変化していく过程を高精度に観察できました。(図1)
図1：ケラチン加热処理时の颁顿スペクトル変化
2. 熱処理条件におけるケラチンの構造の存在割合が正確にわかるようになった。
ケラチンは、αヘリックス构造※4やβシート构造※5という二次构造を分子中に持っています。
贬颈厂翱搁で生み出された放射光は、従来の颁顿スペクトルで测定できた波长(190苍尘～260苍尘)に加えて、さらに真空紫外领域※6の波长(170～190苍尘)の范囲も测定可能です。
その結果、ケラチンのαヘリックス構造やβシート构造の存在比率がより高精度にわかるようになり、熱処理を行うとαヘリックス構造が減少し、βシート構造が増加している様子が確認できました。(図2)
図2：热処理过程でのケラチンの构造変化
用语解説
(※1) 広島大学放射光科学研究センター (HiSOR：ハイソール)
広岛大学(広岛県东広岛市)にある放射光実験施设です。放射光とは、电子を光とほぼ等しい速度まで加速し、
电磁石によって进行方向を曲げる时に発生する强力な电磁波のこと。贬颈厂翱搁では、真空紫外线?软齿线领域の放
射光を用いた実験を得意としており、生体物质の构造解析手法などの研究を行っています。
(※2) 2020年蛋白質科学会年会は、新型コロナウィルス感染症(COVID-19)の影響により、中止となりましたが、ホームページ上での講演要旨集の掲載をもって、その範囲は研究業績として成立したとみなされます。
(※3) CDスペクトル測定
さまざまな波长の光を用いて、タンパク质などの生体分子の构造に関する情报を得る手法。
(※4) αヘリックス構造
βシート构造とともに、二次构造と呼ばれるタンパク质の立体构造の代表的な様式のひとつ。タンパク质はペプチド结合と呼ばれる形式によりアミノ酸が锁のように连なってできています。このアミノ酸の锁がらせん状に巻いている构造のこと。
(※5) βシート構造
αヘリックス构造とともに、二次构造と呼ばれるタンパク质の立体构造の代表的な様式のひとつ。まっすぐに伸びたアミノ酸の锁が平行または逆平行の関係に并び、平面を形成している构造のこと。
(※6) 真空紫外領域
紫外线の领域の中でも波长が短く、空気中の酸素や窒素に吸収されやすく、真空中でなければ长い距离を通过できない真空紫外线の波长领域です。
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