Functional analysis and application of sulfoglycosidase from mucin-assimilating bacteria

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05789
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Katoh Toshihiko 京都大学, 生命科学研究科, 助教 (40724612)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伏信 進矢 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00302589)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ムチン / Bifidobacterium bifidum / 糖鎖 / スルフォグリコシダーゼ / グライコミクス / CBM / GH20

Outline of Final Research Achievements

Degradation of host glycoproteins by human intestinal bacteria is closely related to the formation and maintenance of flora and production of beneficial metabolites, as well as to mucosal homeostasis and disease. In this study, we investigated the mechanism of sulfated mucin glycan degradation by Bifidobacterium bifidum, using the membrane-bound extracellular sulfoglycosidase BbhII as an example, through structural biology, enzymatic biochemical analyses, and omics analyses. In particular, we succeeded in demonstrating that this bacterium has a carbohydrate-binding module-dependent mucin degradation mechanism.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、腸内細菌によるムチン分解の詳細なメカニズムを明らかにしたものである。ムチンの硫酸化は潤滑物質としての効果の他にも、粘膜・粘液バリア機能に寄与することが知られている。従ってムチン分解の亢進は上皮と腸内細菌の直接接触する機会を増してしまうことから慢性的な炎症（炎症性腸疾患）につながると考えられている。本研究から得られた糖質分解酵素に関連する様々な基盤的知見は、過剰なムチン分解を抑制するような炎症性腸疾患の治療法の開発においても有益な情報となると期待される。