2016 Fiscal Year Research-status Report
乳酸菌のムーンライティングタンパク質の網羅的解析と多機能性マーカーへの応用
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15K21259
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
木下 英樹 東海大学, 農学部, 講師 (50533288)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 乳酸菌 / 菌体表層タンパク質 / 多機能性 / 重金属 / ムーンライティングプロテイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ムーンライティングタンパク質は、乳酸菌が持つ多機能性タンパク質であり、グリセルアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素（GAPDH）はその代表例である。GAPDHは、菌体内では解糖系の酵素として働いているが、菌体表層では腸管付着因子、血栓溶解関連因子、免疫応答、ストレス応答などの働きをしている。しかしながら、その機能性の全容は明らかにされておらず、上記以外にも様々な機能性を有している可能性が考えられる。そこで本研究ではこれらの機能性を明らかにすることを目的とし、当該年度ではGAPDHと重金属耐性の関連性について解析した。選抜したGAPDH酵素活性の高い乳酸菌をPBSまたは蒸留水で洗浄し、抽出タンパク質をSDS-PAGEにて比較したところPBS抽出物では40 kDa付近にGAPDHと思われるタンパク質を確認できたが、水洗浄では確認できなかった。ムーンライティングタンパク質はイオン結合で菌体表層に留まっているためGAPDHがPBS洗浄で菌体表層から解離したと考えられた。次に、PBS洗浄菌体と水洗浄菌体におけるカドミウムと水銀に対する耐性能を比較した。特にカドミウムにおいて水洗浄菌体の方がPBS洗浄菌体に比べ有意に高い耐性を示した。このことから表層GAPDHがカドミウムを吸着することで、毒性を緩和している可能性が示唆された。
また、ムーンライティングタンパク質である可能性が高いと考えられるPBS抽出菌体表層タンパク質のプロテオーム解析をイオントラップ飛行時間ハイブリット型質量分析装置（LCMS-IT-TOF）により行った。その結果、解糖系などの酵素群、ヒートショックプロテイン、リボソームタンパク質、その他のタンパク質など多種多様なタンパク質が同定された。これらは全て菌体内のタンパク質として知られているが、菌体表層にも発現していることが明らかとなり、多機能性を有している可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
熊本地震によりキャンパスが甚大な被害を受け、作製した組換え体や研究室保有の多くの乳酸菌が死滅したため。また、同理由により研究環境の構築に時間を要したことも遅延の理由である。しかしながら、本学の生命科学統合支援センターの利用や基準株を用いることで一定の成果を得ることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き基準株のPBS抽出菌体表層タンパク質の網羅的な解析を行い、乳酸菌およびビフィズス菌の菌体表層ムーンライティングタンパク質の全容解明を行なう。また、大腸菌によりGAPDHやGroELなどの主要なタンパク質の組換え体を作製し、多機能性を試験する。また、菌体を用いた機能性解析も引き続き行ない、最終的に機能性マーカーとして利用できるムーンライティングタンパク質の選定を行なう。
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| Causes of Carryover |
差額は18,933円と少なく、計画性をもって問題なく使用していると考えている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
培地や一般的な試薬類を購入予定である。
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