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2016 Fiscal Year Research-status Report

酸性ほ乳類キチナーゼはマウスとブタの消化器系において糖質分解酵素か?

Research Project

Project/Area Number 16K07699
Research InstitutionKogakuin University

Principal Investigator

小山 文隆  工学院大学, 先進工学部, 教授 (40194641)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsキチナーゼ / キチン / N-アセチル-D-グルコサミン (GlcNAc) / 食物繊維 / 酸性ほ乳類キチナーゼ / 酵素 / 胃 / ペプシン
Outline of Annual Research Achievements

キチナーゼは,キチン(N-アセチル-D-グルコサミン (GlcNAc) がβ-1,4結合した重合体)を加水分解する酵素である。キチンは食物繊維で,これまで,ほ乳類の消化器系では分解されないと考えられてきた。我々は,本研究で,酸性ほ乳類キチナーゼ (acidic mammalian chitinase, AMCase) が,マウスの胃と腸の条件下で常にキチンを分解し,(GlcNAc)2 を生成する主要な消化酵素として機能できることを示した。マウスの胃抽出物中の AMCase は,pH 2.0 で,内在性のペプシン C による消化に耐性があり,強いキチナーゼ活性を維持していた。AMCase mRNA の発現レベルは,マウスの胃において,4 種類の主要な胃粘膜タンパク質と2種類のハウスキーピング遺伝子より高く,ペプシン C 前駆体であるペプシノーゲンCのレベルに匹敵した。さらに,AMCase はペプシノーゲン C が合成される胃の主細胞 (chief cells) で発現していた。AMCase は,pH 7.6 でトリプシンとキモトリプシン存在下でも安定であり(この条件でペプシン C は完全に分解された),キチナーゼ活性を維持していた。さらに,マウス AMCase は,タンパク質分解酵素存在下の胃と腸の条件において,高分子量コロイド状キチンと結晶性キチンを分解した。以上のことから,AMCase が,胃と腸の状況下において,プロテアーゼ耐性の主要な糖質分解酵素として,キチンを分解し,炭素,窒素,エネルギー源となりうる (GlcNAc)2 を生成することを証明した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成28年度の研究で、上記の研究実績の概要で研究論文をまとめ、国際学術雑誌に受理され、公開された。
Ohno, M., Kimura, M., Miyazaki, H., Okawa, K., Onuki, R., Nemoto, C., Tabata, E., Wakita, S., Kashimura, A., Sakaguchi, M., Sugahara, Y., Nukina, N., Bauer, P.O. and Oyama, F. Acidic mammalian chitinase is a proteases-resistant glycosidase in mouse digestive system. Sci. Rep. 6, 37756 (2016).
DOI:10.1038/srep37756

Strategy for Future Research Activity

平成28年度の研究で、マウスの胃で消化酵素として機能する可能性が示された。
そこで、家畜である、ブタで同様の現象が認められるかどうか詳細に検討する。

Causes of Carryover

他の外部資金が採択されたため、本科研費の遂行がスムースに進みました。
次年度の外部資金鎖宅が不明確であったため、次年度使用額が生じました。

Expenditure Plan for Carryover Budget

抗体の作成、ブタの組織の購入、DNA の塩基配列の解析、DNA オリゴヌクレオチドの合成、タンパク質解析試薬の購入で、2か月程度で使用が終了する見込みです。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Mayo Clinic(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Mayo Clinic
  • [Journal Article] Acidic mammalian chitinase is a proteases-resistant glycosidase in mouse digestive system.2016

    • Author(s)
      Ohno, M.; Kimura, M.; Miyazaki, H.; Okawa, K.; Onuki, R.; Nemoto, C.; Tabata, E.; Wakita, S.; Kashimura, A.; Sakaguchi, M.; Sugahara, Y.; Nukina, N.; Bauer, P. O.; Oyama, F.
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 6 Pages: 37756

    • DOI

      10.1038/srep37756

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Loss and gain of human acidic mammalian chitinase activity by nonsynonymous SNPs.2016

    • Author(s)
      Okawa, K.; Ohno, M.; Kashimura, A.; Kimura, M.; Kobayashi, Y.; Sakaguchi, M.; Sugahara, Y.; Kamaya, M.; Kino, Y.; Bauer, P. O.; Oyama, F.
    • Journal Title

      Mol. Biol. Evol.

      Volume: 33 Pages: 3183-3193

    • DOI

      10.1093/molbev/msw198

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Functional properties of mouse chitotriosidase expressed in the periplasmic space of Escherichia coli.2016

    • Author(s)
      Kimura, M.; Wakita, S.; Ishikawa, K.; Sekine, K.; Yoshikawa, S.; Sato, A.; Okawa, K.; Kashimura, A.; Sakaguchi, M.; Sugahara, Y.; Yamanaka, D.; Ohno, N.; Bauer, P. O.; Oyama, F.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 11 Pages: e0164367

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0164367

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ニワトリ組織におけるキチナーゼ遺伝子発現レベルとその酵素学的機能の解析2017

    • Author(s)
      田畑絵理,樫村昭德,大野美紗,坂口政吉,小山文隆
    • Organizer
      日本農芸化学会2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2017-03-18
  • [Presentation] Gene expression analysis of mammalian chitinase transcripts in pig tissues.2016

    • Author(s)
      Tabata, E., Ohno, M., Sakaguchi, M., Oyama, F.
    • Organizer
      The 66th Annual Meeting of the American Society of Human Genetics (ASHG)
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2016-10-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Inactivation of mouse AMCase by introducing amino acid substitutions encoded by single-nucleotide polymorphisms in human AMCase gene.2016

    • Author(s)
      Oyama, F., Okawa, K., Ohno, M., Kashimura, A. Kobayashi, Y. Sakaguchi, M., Sugahara, Y.
    • Organizer
      The 66th Annual Meeting of the American Society of Human Genetics (ASHG)
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2016-10-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウス胃における酸性ほ乳類キチナーゼの発現と生産細胞の同定2016

    • Author(s)
      小山文隆,大野美紗,木村将大,大川一明,田畑絵理,脇田悟誌,樫村昭徳, 坂口政吉,菅原康里
    • Organizer
      第30回 日本キチン・キトサン学会大会
    • Place of Presentation
      川越市
    • Year and Date
      2016-08-19
  • [Presentation] ブタ組織におけるキチナーゼ遺伝子発現レベルの解析2016

    • Author(s)
      田畑絵理,大野美紗,坂口政吉,小山文隆
    • Organizer
      第30回 日本キチン・キトサン学会大会
    • Place of Presentation
      川越市
    • Year and Date
      2016-08-18

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-02-16  

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