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Enzyme synthesis of sucrose analog disaccharides and evaluation of their physiological function.

Research Project

Project/Area Number 18K05540
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38050:Food sciences-related
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

NISHIO Toshiyuki  日本大学, 生物資源科学部, 教授 (10256836)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords新規オリゴ糖 / 酵素利用合成 / プレバイオティクス / 腸内細菌 / ビフィズス菌 / ジオーキシ / βーフルクトフラノシダーゼ / スクロースホスホリラーぜ / 機能性オリゴ糖 / スクロースアナログ / 細菌増殖効果 / β-フルクトシダーゼ / 細菌叢変化 / β-フルクトフラノシだーぜ / スクロースホスホリラーゼ / 特殊オリゴ糖 / 乳酸菌 / 酵素合成
Outline of Final Research Achievements

Sucrose analog disaccharides in which the glucose residue of sucrose was replaced with other monosaccharides were synthesized by the transglycosylation action of a several microbial glycosides, and their prebiotic functions were evaluated.
When the growth effect of the synthesized four types of analog disaccharides on 11 strains of bifidobacteria and 4 strains of lactobacilli isolated from the human intestine was investigated, it was confirmed that bifidobacterium strains, which are the preferred species in the intestines of infants, proliferate specifically. Moreover, when the growth pattern of these bifidobacterium strains by analog disaccharides in the presence of a small amount of glucose was observed, the diauxie phenomenon was confirmed. It was found that these bacteria use β-fructofuranosidase to decompose analog disaccharides and ingest them as a nutrient source to proliferate.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

機能性オリゴ糖の製造と開発については、現在は日本が世界のトップランナーとなっている。新規なスクロースアナログ2糖の酵素合成法を確立し、それらの有用生理機能を評価して次世代型機能性オリゴ糖として開発し世界に発信してゆくことは、この分野における日本のリーダーとしての地位をより確固たるものにする。
本研究を通じて、アナログ2糖は、従来のプレバイオティクスオリゴ糖と異なり腸内善玉菌の増殖に関して種特異性を示すことがわかった。この成果は、機能性オリゴ糖の分野をさらに拡大・発展させ、機能性食品や健康食品の分野に大きく貢献できるものと確信している。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Enzymatic Synthesis and Structural Confirmation of Novel Oligosaccharide, D-Fructofuranose-linked Chitin Oligosaccharide2020

    • Author(s)
      Hosaka Hiroki、Shirai Sayaka、Fujita Sora、Tashiro Mitsuru、Hirano Takako、Hakamata Wataru、Nishio Toshiyuki
    • Journal Title

      Journal of Applied Glycoscience

      Volume: 67 Issue: 4 Pages: 129-135

    • DOI

      10.5458/jag.jag.JAG-2020_0009

    • NAID

      130007941293

    • ISSN
      1344-7882, 1880-7291
    • Year and Date
      2020-11-20
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Utilization of sucrose and analog disaccharides by human intestinal bifidobacteria and lactobacilli: Search of the bifidobacteria enzymes involved in the degradation of these disaccharides2020

    • Author(s)
      Hosaka Hiroki、Kawamura Mai、Hirano Takako、Hakamata Wataru、Nishio Toshiyuki
    • Journal Title

      Microbiological Research

      Volume: 240 Pages: 126558-126558

    • DOI

      10.1016/j.micres.2020.126558

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ビフィズス菌のスクロースアナログ二糖の加水分解に関わる酵素2020

    • Author(s)
      保坂浩貴、藤田 宙、白井沙也加、永嶋 誠、平野貴子、袴田 航、西尾俊幸
    • Journal Title

      精糖技術研究会誌

      Volume: 65 Pages: 5-8

    • NAID

      40022182685

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemoenzymatic synthesis of sucuronic acid using d-glucurono-6,3-lactone and sucrose as raw materials, and properties of the product.2018

    • Author(s)
      Hosaka H, Mizoguchi S, Tashiro M, Fujimoto T, Hirano T, Hakamata W, Nishio T.
    • Journal Title

      Enzyme Microb Technol.

      Volume: 110 Pages: 53-60

    • DOI

      10.1016/j.enzmictec.2017.12.006

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] スクロースアナログ二糖のヒト腸内由来ビフィズス菌および乳酸菌における増殖効果2018

    • Author(s)
      保坂浩貴、永嶋誠、平野貴子、袴田航、西尾俊幸
    • Journal Title

      精糖技術研究会誌

      Volume: 64 Pages: 5-10

    • NAID

      40021773656

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ビフィズス菌によるスクロースアナログ2糖の資化に関する研究2021

    • Author(s)
      保阪浩貴、中村啓喜、平野貴子、袴田 航、西尾俊幸
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] スクロースアナログ2糖によるヒト腸内由来細菌の増殖特性2021

    • Author(s)
      中村啓喜、保阪浩貴、栗栖由佳、平野貴子、袴田 航、西尾俊幸
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ビフィズス菌のスクロースアナログ2糖の分解に関わる酵素の調査2020

    • Author(s)
      保阪浩貴、藤田 宙、白井沙也加、平野貴子、袴田 航、西尾俊幸
    • Organizer
      日本応用糖質科学会2020年度大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Bifidobacterium pseudocatenulatumのβ-フルクトフラノシダーゼの基質特異性調査2019

    • Author(s)
      藤田 宙、保坂浩貴、平野貴子、袴田 航、西尾俊幸
    • Organizer
      日本応用糖質科学会2019年度大会(第68回)
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ビフィズス菌によるスクロースアナログ二糖の資化とその分解に関わる酵素2019

    • Author(s)
      保坂浩貴、平野貴子、袴田 航、西尾俊幸
    • Organizer
      日本応用糖質科学会2019年度大会(第68回)
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト腸内由来ビフィズス菌からのN-アセチルスクロサミン分解に関わる酵素の精製と諸性質ヒト腸内由来ビフィズス菌からのN-アセチルスクロサミン分解に関わる酵素の精製と諸性質2019

    • Author(s)
      永嶋 誠、藤田 宙、平野貴子、袴田 航、西尾俊幸
    • Organizer
      第33回日本キチン・キトサン学会大会
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  • [Presentation] Bifidobacterium pseudocatenulatumのN-アセチルスクロサミン分解酵素の基質特異性調査2019

    • Author(s)
      藤田 宙、平野貴子、袴田 航、西尾俊幸
    • Organizer
      第33回日本キチン・キトサン学会大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Growth of human intestinal bifidobacteria and lactobacilli by sucrose analog disaccharides2019

    • Author(s)
      Hiroki Hosaka, Takako Hirano, Wataru Hakamata, Toshiyuki Nishio
    • Organizer
      2nd International Conference on Probiotics and Prebiotics
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bifidobacterium pseuodocatenulatumのN-アセチルスクロサミン加水分解酵素の精製と諸性質調査2019

    • Author(s)
      永嶋誠、吉野貴紘、藤田宙、平野貴子、袴田航、西尾俊幸
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト腸内細菌によるスクロースアナログ二糖の資化2019

    • Author(s)
      保坂浩貴、川村茉唯、平野貴子、袴田航、西尾俊幸
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 各種スクロースアナログ二糖のヒト腸内由来ビフィズス菌および乳酸菌に対する増殖効果2018

    • Author(s)
      保坂浩貴、溝口早織、平野貴子、袴田航、西尾俊幸
    • Organizer
      第116会精糖技術研究会
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      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Search of enzyme involved in the hydrolysis of N-acetylsucrosamine from Bifidobacterium pseudocatenulatum2018

    • Author(s)
      Hiroki Hosaka, Makoto Nagashima, Takako Hirano, Wataru Hakamata, Toshiyuki Nishio
    • Organizer
      14th International Chitin and Chitosan Conference & 12th Asia-Pacific Japanese Society for Chitin and Chitosan Conference
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 腸内細菌のスクロースアナログ二糖に対する資化2018

    • Author(s)
      保坂浩貴、平野貴子、袴田航、西尾俊幸
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成30年度大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト腸内細菌のスクロースアナログ二糖に対する資化性調査2018

    • Author(s)
      保坂浩貴、平野貴子、袴田航、西尾俊幸
    • Organizer
      日本農芸化学会関東支部2018年度大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 発酵食品及びその製造方法2020

    • Inventor(s)
      西尾俊幸、佐藤公彦、野口貴子
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人日本大学、甲陽ケミカル株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Patent Publication Number
      2020-039289
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 特許願2018

    • Inventor(s)
      西尾俊幸、佐藤公彦、野口貴子
    • Industrial Property Rights Holder
      西尾俊幸、佐藤公彦、野口貴子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-168772
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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