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Functional analysis and application studies of gut microbe-derived sulfoglycosidase and sulfated mucin in symbiosis

Research Project

Project/Area Number 17K17820
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Functional biochemistry
Applied microbiology
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Katoh Toshihiko  京都大学, 生命科学研究科, 助教 (40724612)

Research Collaborator Maeshibu Takako  
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsスルフォグリコシダーゼ / ビフィズス菌 / 糖質分解酵素 / ムチン / 硫酸化糖鎖 / sulfoglycosidase / Bifidobacterium bifidum / sulfated glycan / 腸内細菌
Outline of Final Research Achievements

Bifidobacterium bifidum, a beneficial gut microbe, expresses many membrane-surface glycan-degrading enzymes, although by which it degrades mucin glycoproteins secreted from intestine, the details of mucin degradation were remained unclear. Therefore, one of such membrane-surface glycan-degrading enzymes from B. bifidum, sulfoglycosidase BbhII, was characterized in this study. The study revealed that 1) details of BbhII mucin-degrading activity and bbhII gene response upon mucin in vitro, 2) x-ray crystallography of BbhII. These results help understanding about the mechanism how beneficial gut microbes adapt to intestinal habitat.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果によって、ヒト腸内細菌であるビフィズス菌に硫酸化糖鎖特異的に作用するスルフォグリコシダーゼが存在すること、および本酵素がムチン分解に関連することが明らかにされるとともに、本酵素の硫酸化糖鎖認識メカニズムが構造学的に世界で初めて明らかにされた点で学術的にも価値があると考えられる。本酵素の存在の提示よってヒト腸管から分泌されるムチン分子の腸内細菌叢の形成や定着への重要性がより一層強く示されることとなった。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Identification and characterization of a sulfoglycosidase from Bifidobacterium bifidum implicated in mucin glycan utilization2017

    • Author(s)
      Katoh Toshihiko、Maeshibu Takako、Kikkawa Kei-ichi、Gotoh Aina、Tomabechi Yusuke、Nakamura Motoharu、Liao Wei-Hsiang、Yamaguchi Masanori、Ashida Hisashi、Yamamoto Kenji、Katayama Takane
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 81 Issue: 10 Pages: 2018-2027

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1361810

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ムチン資化性菌Bifidobacterium bifidumが産生するスルフォグリコシダーゼの機能解析2018

    • Author(s)
      前渋貴子、加藤紀彦、後藤愛那、山口真範、芦田久、山本憲二、片山高嶺
    • Organizer
      応用糖質科学会第44回近畿支部会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Bifidobacterium bifidum由来スルフォグリコシダーゼBbhIIのX線結晶構造解析2018

    • Author(s)
      加藤紀彦,山田千早,前渋貴子,芦田 久,伏信進矢,片山高嶺
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ムチンの硫酸化糖鎖に作用するビフィズス菌由来スルフォグリコシダーゼ2017

    • Author(s)
      加藤紀彦、前渋貴子、吉川慶一、後藤愛那、山口真範、芦田久、山本憲二、片山高嶺
    • Organizer
      第18回 関西グライコサイエンスフォーラム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ムチン分解に関与するビフィズス菌由来スルフォグリコシダーゼ2017

    • Author(s)
      加藤紀彦、前渋貴子、吉川慶一、後藤愛那、苫米地祐輔、芦田久、山本憲二、片山高嶺
    • Organizer
      日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部2017年度合同大阪大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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