難消化性食品成分の志賀毒素の吸着性

• Project/Area Number: 18K02204
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 横井川 久己男 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (60230637)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金丸 芳 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (00243676)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 志賀毒素 / ラムナン硫酸 / ポリγ-グルタミン酸 / 腸管出血性大腸菌 / Shiga toxin / dietary fiber

Outline of Annual Research Achievements

令和元年度は、志賀毒素吸着性を示したラムナン硫酸及びポリγ-グルタミン酸（PGA)について、構造と機能の関係を調べた。ラムナン硫酸の更なる硫酸エステル化は志賀毒素吸着性を低下させたことから、脱硫酸化による活性の変化を検討した。脱硫酸化法としては、ソルボリシス法がラムナン硫酸の低分子化もほとんど見られずほぼ完全に脱硫酸化できることが判明したが、志賀毒素吸着性は低下した。従って、硫酸エステルは志賀毒素吸着性に必要な構造と考えられたが、過剰な硫酸エステル化は志賀毒素吸着性に悪影響を与えると考えられた。
一方、平均分子量が異なるPGAとラムナン硫酸は、市販納豆由来の精製PGA、並びにウスバアオノリ由来の精製ラムナン硫酸を部分酸加水分解により、それぞれ調製した。PGAの部分酸加水分解で調製した標品は、平均分子量の低下に伴い志賀毒素吸着性が次第に低下することが判明した。同様に、ラムナン硫酸をトリフルオロ酢酸を用いる部分酸加水分解後、ゲル濾過クロマトグラフィーで平均分子量が異なる画分に分画し、志賀毒素吸着性を検討したところ、平均分子量の低下に伴い志賀毒素吸着性が次第に低下することが判明した。また、グルタミン酸のDL比が異なるPGAを市販納豆から精製し、志賀毒素吸着性に与える影響を検討したところ、DL比が0.3-0.55の範囲で、志賀毒素吸着性に有意な差は見られなかった。志賀毒素の結合性に与えるpH及びイオン強度の影響については、PGAの溶解度が低下する条件で、志賀毒素吸着性が増大した。共存物質として特に脂質が、志賀毒素吸着性に影響を及ぼすと考えられたが、ラムナン硫酸及びPGAを脂質と複合体化することが必要と思われた。また、ベロ細胞に対する志賀毒素の細胞毒性を、ラムナン硫酸は低下させた。しかし、PGAについては、単独での効果が低く、不溶性単体と複合体化することにより、効果が見られた。

Research Products

• [Journal Article] Analysis of cereal extracts as conditioning solutes to suppress the initial attachment of Escherichia coli to abiotic surfaces. (2020)
  • Author(s): Hitomi Sakai, Tohru Sakai, Badr Ali Hoida, Kaori Kanemaru and Kumio Yokoigawa
  • Journal Title: European Food Research and Technology Volume: 246 Issue: 5 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1007/s00217-020-03444-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modification of cell vulnerability to oxidative stress by N-(3-oxododecanoyl)-L-homoserine-lactone, a quorum sensing molecule, in rat thymocytes (2019)
  • Author(s): Yumiko Nishimura-Danjobara, Keisuke Oyama, Tomohiro Oyama, Kumio Yokoigawa, Yasuo Oyama
  • Journal Title: Chemico-Biological Interactions Volume: 302 Pages: 143-148
  • DOI: 10.1016/j.cbi.2019.02.006
  • NAID: 120006797337
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Determination of binding affinity of poly-gamma-glutamate to Shiga toxin (2018)
  • Author(s): Kaori Kanemaru, Goto Tsukie, Badr Ali Hoida and Kumio Yokoigawa
  • Journal Title: Journal of Food Biochemistry Volume: 3 Issue: 5 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1111/jfbc.12538
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] N-(3-oxododecanoyl)-L-homoserine-lactone, a quorum sensing molecule, affects cellular content of nonprotein thiol content in rat lymphocytes: Its relation with intracellular Zn2+ (2018)
  • Author(s): Yumiko Nishimura-Danjobara, Keisuke Oyama, Kaori Kanemaru, Keiko Takahashi, Kumio Yokoigawa and Yasuo Oyama
  • Journal Title: Chemico-Biological Interactions Volume: 280 Pages: 28-32
  • DOI: 10.1016/j.cbi.2017.12.013
  • NAID: 120006542676
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hyperpolarization by N-(3-oxododecanoyl)-L-homoserine-lactone, a quorum sensing molecule, in rat thymic lymphocytes (2018)
  • Author(s): Yumiko Nishimura-Danjobara, Keisuke Oyama, Kumio Yokoigawa and Yasuo Oyama
  • Journal Title: Chemico-Biological Interactions Volume: 283 Pages: 91-96
  • DOI: 10.1016/j.cbi.2018.02.008
  • NAID: 120006556226
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Zinc-dependent and independent actions of hydroxyhydroquinone on rat thymic lymphocytes (2018)
  • Author(s): Honoka Wada, Keisuke Oyama, Risa Kamae, Toshiya Masuda, Kaori Kanemaru, Kumio Yokoigawa and Yasuo Oyama
  • Journal Title: Drug and Chemical Toxicology Volume: 9 Issue: 5 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1080/01480545.2018.1429462
  • NAID: 120006560582
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ポリ-γ-グルタミン酸の志賀毒素吸着と CACO-2 細胞への影響 (2019)
  • Author(s): 浅田将来，金丸芳，山﨑義輝，山下晶央，林順司，川上竜巳， 田中保，後藤月江，横井川 久己男
  • Organizer: 第40回日本食品微生物学会学術総会
• [Presentation] 小麦粉由来アラビノキシランの抗菌スペクトル (2019)
  • Author(s): 酒井仁美、酒井徹、金丸芳、横井川久己男
  • Organizer: 第40回日本食品微生物学会学術総会
• [Presentation] 調理器具素材への大腸菌の付着を抑制する小麦粉の成分の同定 (2018)
  • Author(s): 酒井 仁美, 金丸 芳, 酒井 徹, 横井川 久己男
  • Organizer: 第39回日本食品微生物学会総会
• [Presentation] ガラス表面に付着した大腸菌の洗浄と殺菌 (2018)
  • Author(s): 金丸 芳, 酒井 仁美, 高橋 啓子, 横井川 久己男
  • Organizer: 第39回日本食品微生物学会学術総会
• [Presentation] バイオフィルム検査用スワブの評価 (2018)
  • Author(s): 矢野 圭介, 佐藤 拓郎, 後藤 仁, 脇田 美幸, 岡久 修己, 西岡 浩樹, 那須 正夫, 横井川 久己男
  • Organizer: 第39回日本食品微生物学会学術総会