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Preparation of xylooligosaccharides from red alga dulse by Paenibacillus enzyme and their effect on intestinal microflora

Research Project

Project/Area Number 18K05810
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40040:Aquatic life science-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Kishimura Hideki  北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (50204855)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 尾島 孝男  北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (30160865)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsダルス / 紅藻 / キシラン / キシロオリゴ糖 / ビフィズス菌 / キシラナーゼ / キシロシダーゼ / 未利用資源 / ビフィズス菌増殖促進 / パエニバチルス / キシラン分解酵素 / 腸内菌叢改善作用
Outline of Final Research Achievements

We prepared the β-(1,3/1,4)-xylotriose (DX3) by enzymatic digestion of the xylan from red alga dulse (Palmaria palmata). The DX3 has a selective growth-promoting effect on Bifidobacterium adolescentis, which is a type of bifidobacterium. In addition, we clarified the degradation pathway of the DX3 in B. adolescentis.
On the other hand, we expressed two xylanases (StXyl-10 and StXyl-11) from Streptomyces thermogriseus NBRC100772. Then, we established the condition for preparation of the dulse-XOS with high β-(1,3/1,4)-XOS content by using StXyl-10 and StXyl-11 together.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「β-1,4結合」と「β-1,3結合」が混在した特異な構造を持つキシロオリゴ糖の生理活性に関する詳細な研究は成されていない。本研究において、ダルス由来のβ-(1,3/1,4)-キシロトリオース(DX3)が、陸上植物由来のβ-(1,4)-キシロトリオース(X3)とは異なる生理活性を有することが明らかになった。すなわち、DX3はX3よりビフィズス菌に対する選択的増殖促進作用を示した。
ダルスは主として北海道沿岸に分布する紅藻であるが、冬季に養殖コンブへの陽当たりを遮る雑海藻として除去されている。本研究の成果を受け、ダルスの新規機能性素材・地域資源としての有効活用が期待される。

Report

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

    (14 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Efficient Extraction and Antioxidant Capacity of Mycosporine-Like Amino Acids from Red Alga Dulse Palmaria palmata in Japan2020

    • Author(s)
      Yuki Nishida, Yuya Kumagai, Shunta Michiba, Hajime Yasui, Hideki Kishimura
    • Journal Title

      Marine Drugs

      Volume: 18 (502) Issue: 10 Pages: 1-19

    • DOI

      10.3390/md18100502

    • NAID

      120006943515

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of a Key Enzyme for the Hydrolysis of β-(1→3)-Xylosyl Linkage in Red Alga Dulse Xylooligosaccharide from Bifidobacterium Adolescentis2020

    • Author(s)
      Kobayashi Manami、Kumagai Yuya、Yamamoto Yohei、Yasui Hajime、Kishimura Hideki
    • Journal Title

      Marine Drugs

      Volume: 18 Issue: 3 Pages: 174-174

    • DOI

      10.3390/md18030174

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 北海道大学発バイオイノベーション -水産副次産物の有効利用-2019

    • Author(s)
      岸村栄毅
    • Journal Title

      FOOD STYLE 21

      Volume: 23 Pages: 28-29

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Enzymatic production of xylooligosaccharides from red alga dulse (Palmaria sp.) wasted in Japan2019

    • Author(s)
      Yamamoto Yohei、Kishimura Hideki、Kinoshita Yasunori、Saburi Wataru、Kumagai Yuya、Yasui Hajime、Ojima Takao
    • Journal Title

      Process Biochemistry

      Volume: ー Pages: 117-122

    • DOI

      10.1016/j.procbio.2019.03.030

    • NAID

      120006864492

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Bifidobacterium adolescentisによるβ-(1→3)-キシロシル-キシロビオース分解機構の解明2021

    • Author(s)
      小林真奈美・熊谷祐也・岸村栄毅
    • Organizer
      令和2年度 日本応用糖質科学会 北海道支部 支部賞授賞式・受賞公演およびシンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 紅藻ダルス由来β-(1→3)/β-(1→4)-キシロオリゴ糖調製法の開発およびエンド型キシラナーゼの基質特異性2021

    • Author(s)
      藤井勇樹・熊谷祐也・岸村栄毅・畑中唯史
    • Organizer
      令和2年度 日本応用糖質科学会 北海道支部 支部賞授賞式・受賞公演およびシンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 紅藻ダルス由来キシランの簡易調製法の開発とその酵素分解物によるBifidobacteriumの増殖2020

    • Author(s)
      栗田大輝・熊谷祐也・安井 肇・岸村栄毅
    • Organizer
      令和2年度 日本水産学会 北海道支部大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 放線菌Streptomyces thermogriseusエンド型キシラナーゼを用いた紅藻ダルスβ(1-3/1-4)キシロオリゴ糖調製法の開発2020

    • Author(s)
      藤井勇樹・熊谷祐也・岸村栄毅・畑中唯史
    • Organizer
      2020年度 日本農芸化学会北海道支部/日本栄養・食糧学会北海道支部 合同学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Efficient Extraction and Monthly Variation of Mycosporine-like Amino Acids from Red Alga Dulse in Japan2020

    • Author(s)
      Yuki Nishida, Yuya Kumagai, Shunta Michiba, Hajime Yasui, Hideki Kishimura
    • Organizer
      Online International Symposium of FSMILE 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海藻の栄養・機能性成分(蛋白・多糖類)2019

    • Author(s)
      岸村栄毅
    • Organizer
      海藻活用シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Bifidobacterium adolescentisのβ-(1→3)/β-(1→4)-キシロトリオース分解機構に関する研究2019

    • Author(s)
      小林真奈美・熊谷祐也・岸村栄毅
    • Organizer
      令和1年度 第5回 北海道大学部局横断シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] A search for β-(1→3)/β-(1→4)-xylotriose degradation enzyme from Bifidobacterium adolescentis2019

    • Author(s)
      Manami Kobayashi, Yuya Kumagai, Hideki Kishimura
    • Organizer
      12th Joint International Symposium on Food Science and Technology among NUS, TUMSAT, HU, KU and ZGU, 1-2 December 2019, National University of Singapore
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 紅藻ダルス由来β-(1→3)/β-(1→4)-キシロトリオースのBifidobacterium属細菌選択増殖作用の検討2019

    • Author(s)
      山本陽平・小林真奈美・熊谷祐也・山崎浩司・安井 肇・尾島孝男・岸村栄毅
    • Organizer
      平成31年度 日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 低利用資源・紅藻から新たなオリゴ糖調製法の開発

    • URL

      https://repun-app.fish.hokudai.ac.jp/course/view.php?id=94

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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

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