ウイルス不活性化化合物

界面活性剤/作用機序

界面活性剤は、一つの分子中に親水基と疎水基を持つ化合物で、様々な種類がありますが、大きくは親水基の種類により、陽イオン性(カチオン)界面活性剤、非イオン性(ノニオン)界面活性剤、陰イオン性(アニオン)界面活性剤、両性界面活性剤に分けられます。界面活性剤は洗浄、起泡、乳化、分散、可溶化、浸透など、様々な用途に用いられます。

ミセルの形成と膜タンパク質抽出・可溶化

界面活性剤は低濃度では溶媒中で単一分子として存在していますが、臨界ミセル濃度(CMC)以上では、溶媒中でミセルと呼ばれる自己集合体を形成し、ミセルが形成されると不溶性物質の可溶化など単一分子では見られなかった働きが発現します。生体脂質二重膜と界面活性剤のCMCの関係は、洗剤機能研究や膜タンパク質抽出・可溶化の分野で数多くの知見があります。
例えば、界面活性剤をCMC以上の濃度で用いることにより脂質膜を可溶化し膜タンパク質の抽出、可溶化が行われています(Garavitoet al. 2001; Arnold and Linke, 2007; メルク, 2019)。また、ウイルス同様、脂質二重膜とタンパク質を最外層に有する細菌に対する殺菌効果においても界面活性剤のCMCが関与しています(Kihara, 1998; Inácio et al., 2016)。

臨界ミセル濃度(CMC)の把握が重要

このように、界面活性剤は濃度で性質が大きく変化することからCMCを理解することが極めて重要です。CMCの値は界面活性剤の構造、特にアルキル基の鎖長に依存し、また塩濃度や温度、pHなどの環境要因によっても容易に変化します。したがって、界面活性剤のウイルス不活性化データの知見の整理や実験を行う際には試験条件に十分に注意する必要があります。

fig. 界面活性剤による
コロナウイルス不活性化メカニズム

(横畑 et al., 2020)

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Reference

  • 横畑綾治,石田悠記,西尾正也,山本哲司,森卓也,鈴木不律,蓮見基充,岡野哲也,森本拓也,藤井健吉(2020)接触感染経路のリスク制御に向けた新型ウイルス除染機序の科学的基盤~コロナウイルス,インフルエンザウイルスを不活性化する化学物質群のシステマティックレビュー~ ,リスク学研究 30(1): 1–24
  • Garavito, R. M., and Ferguson-Miller, S. (2001) Detergents as tools in membrane biochemistry, JBC 276(35), 32403–32406. DOI: 10.1074/jbc.R100031200
  • Arnold T, and Linke D, (2007) Phase separation and purification of membrane proteins, BioTechniques, 43, 427-440, DOI: 10.2144/000112566
  • メルク (2019) タンパク質実験における界面活性剤の重要性, 2019年2月6日, https://m-hub.jp/biology/2356/148(アクセス日:2020年5月22日)
  • Kihara K., (1998) 抗菌性両親媒性分子の溶液物性と抗菌作用の相関に関する研究, 名古屋工業大学, DOI: 10.11501/3134293
  • Inácio, Â.S., Domingues, N. S., Nunes, A., Martins, P.T., Moreno, M. J., Estronca, L. M., Fernandes, R., Moreno, A. J., Borrego, M. J., Gomes, J. P., Vaz, W. L., and Vieira, O. V. (2016). Quaternary ammonium surfactant structure determines selective toxicity towards bacteria: mechanisms of action and clinical implications in antibacterial prophylaxis, The Journal of Antimicrobial Chemotherapy 71(3), 641–654. DOI: 10.1093/jac/dkv405

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