2020 Fiscal Year Annual Research Report
植物糖タンパク質分解酵素から紐解く成人腸内ビフィズス菌の共生関係
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19J20806
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
佐々木 優紀 鹿児島大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC1)
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2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 植物糖タンパク質 / アラビノガラクタンプロテイン / ビフィズス菌 / 糖質分解酵素 / 共生関係 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、腸内細菌、特にビフィズス菌が持つ植物性多糖分解酵素に着目し、その増殖メカニズムやビフィズス菌間の共生関係を解明することを目的としている。
昨年度は、「未処理のアラビアガム」を資化できないJCM1217が、GAfase処理後の「末端GA除去アラビアガム」を資化できることを明らかにした。本年度は、その作用機序を明らかにするために、アラビアガムを唯一の炭素源とした培地でのアラビアガム資化性菌B. longum JCM7052の培養上清の残存糖の構造解析を行った。その結果、Rha-α1,4-GlcA-β1,6-Gal-β1,6-Galの四糖であることを明らかにした。また、アラビアガムに修飾されたα1,4-Araの遊離にはBLLJ_1850が関与していることを明らかにした。側鎖の修飾糖を分解するα-L-arabinofuranosidase (BLLJ_1850)及び、主鎖を分解するexo-β1,3-galactanase (BLLJ_1840)を末端GA除去アラビアガムに作用させたところ、アラビノースやGal-β1,6-Gal 、Rha-α1,4-GlcA-β1,6-Gal-β1,6-Galの四糖の遊離が確認された。以上の結果、GAfaseが末端二糖構造を切り出すことによって、他のAGP分解酵素がアラビガムの糖鎖の内部に作用しやすくなることを明らかにした。また、B. longumにはα-rhamnosidaseやβ-glucronidase遺伝子をコードしておらず、遊離四糖を利用できないため、同じ共生細菌でありそれらの酵素をコードしているBacteroidesが利用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
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アラビアガム非資化性菌であるJCM1217株が、資化性菌であるJCM7052がもつGAfaseによって、アラビアガムを資化できるようになる仕組みを、組み換え酵素を用いた分解性試験によって再現できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度はビフィズス菌とバクテロイデスの共生関係が見られるかどうか、培養試験を行う予定である。また、ビフィズス菌の最終分解物である四糖を唯一の炭素とした培地での資化性試験を行うために、四糖の精製も行う。
また、ビフィズス菌とバクテロイデスの共生関係が明らかにするために、ヒトの腸管内の環境を模したin vitro培養系によってアラビアガム投与後の菌叢解析を行い、菌叢におけるそれらの菌種の増減を観察する。
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