ペプトン

ペプトンとは、タンパク質が酵素や酸によって分解された結果生じる、アミノ酸および比較的小さな分子量のペプチド類の混合物です。通常は、酵素を用いた穏やかな加水分解プロセスを経て製造されますが、強い酸を用いて非酵素的に分解されたものがペプトンと呼ばれる場合もあります。

生理学的な側面

私たちの体内では、食事として摂取したタンパク質が消化される過程でペプトンが生じます。具体的には、胃の中でタンパク質が消化酵素ペプシンによって分解されることで、ペプトンと呼ばれる状態になります。このペプトンはさらに、膵臓から分泌される膵液に含まれる酵素や、小腸の空腸で働く腸液の作用によって、最終的にアミノ酸のレベルまで分解され、体内に吸収されていきます。

ペプトンの概念は、消化酵素ペプシンの発見に遡ります。1836年、テオドール・シュワンがペプシンの存在を提唱した後、その化学的な作用を解明しようとしたルイ・ミアルは1846年、ペプシンの働きによってアルブミンが動物膜を透過できる物質に変化することを見出し、「アルブモース」や「アルブミノース」と名付けました。その後、1849年にはカール・ゴットヘルフ・レーマンが、この物質群を「ペプトン」と命名しました。さらに、フリードリヒ・ヴィルヘルム・キューネとその門下生たちの研究により、ペプトンが単一の物質ではなく、多様な分子からなる不均質な混合物であることが明らかにされました。

微生物学分野での利用

ペプトンは、微生物、特に細菌を培養するための培地に添加される、極めて重要な栄養成分です。微生物は、増殖のためにアミノ酸を必要としますが、細菌の多くは分子量の大きなタンパク質そのものを細胞内に直接取り込むことができません。そのため、培地中のタンパク質を利用するためには、まず細胞外にプロテアーゼ（タンパク質分解酵素）を分泌し、タンパク質をアミノ酸やペプチドにまで分解してから吸収する必要があります。

しかし、腸内細菌のように、タンパク質を分解する能力（プロテアーゼの産生量）が低い細菌も存在します。これらの細菌は、培地にタンパク質をそのまま加えても十分に利用できません。一方、ペプトンに含まれるアミノ酸やペプチドは、多くの細菌にとってすぐに利用可能な形であるため、効率的な増殖を促します。また、多くの細菌はペプチドを分解する酵素（ペプチダーゼ）を分泌することができるため、ペプトンに含まれるペプチドも栄養源として活用できます。ペプトンは通常、精製された単一タンパク質ではなく、特定の組織や食品全体を原料として製造されるため、アミノ酸やペプチド以外にも、炭水化物、ビタミン、ミネラルなど、微生物の生育に必要な様々な栄養因子を含んでいることがあります。

ペプトンの具体的な成分組成は、その製造に使用される原料、分解に用いる酵素の種類、そして製造工程によって大きく異なります。そのため、目的とする微生物の種類や実験の内容に応じて、適切なペプトンを選択することが重要です。よく用いられる代表的なペプトンの種類とその特徴を以下に示します。

カゼインペプトン: 牛乳に含まれるタンパク質であるカゼインを原料とし、トリプシンやパンクレアチンなどの酵素で分解して作られます。トリプトファンが豊富に含まれる一方で、含硫アミノ酸は少ない傾向があります。培地成分として特に有名なのは、トリプトンと呼ばれるカゼインペプトンの一種です。これと似たものにカザミノ酸がありますが、これはカゼインを塩酸でより完全に加水分解し、ほぼアミノ酸単体に近い状態にしたものです。
獣肉ペプトン: 獣肉を原料とし、ペプシンやパパインなどの酵素で分解されます。カゼインペプトンとは対照的に、トリプトファンは少なく、含硫アミノ酸が多い特徴があります。また、ビタミン類や細胞の増殖を促進する因子を多く含むことが知られており、特に心筋を原料としたペプトンは優れた増殖促進効果を示す場合があります。
ゼラチンペプトン: 動物のコラーゲンから作られるゼラチンを原料とします。炭水化物の含有量が非常に少ないことが特徴です。
大豆ペプトン: 大豆粉末を原料に、パパインなどの酵素で分解して作られます。植物由来であり、炭水化物やビタミンを比較的多く含みます。

牛海綿状脳症（BSE）に対する国際的な懸念が高まって以来、特に食品や医薬品の製造に関連する分野では、動物由来のペプトンよりも大豆ペプトンなどの植物由来のペプトンが好んで使用される傾向にあります。この場合、タンパク質を分解するための酵素も、植物や微生物起源のものが用いられることが一般的です。

ペプトンはその多様な組成と高い栄養価から、基礎研究から産業応用まで、幅広い分野で利用される不可欠な物質となっています。

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