2022 Fiscal Year Annual Research Report
Problem-based researches utilized by novel megalosaccharides dissolving poorly-soluble BCS II compounds
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19KK0147
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木村 淳夫 北海道大学, 農学研究院, 農学研究院研究員 (90186312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋床 泰之 北海道大学, 農学研究院, 教授 (40281795) [Withdrawn]
崎浜 靖子 北海道大学, 農学研究院, 講師 (10344491)
奥山 正幸 北海道大学, 農学研究院, 教授 (00344490)
田上 貴祥 北海道大学, 農学研究院, 助教 (70709849)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| Keywords | メガロ糖 / 色素汚染 / 問題解決型研究 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は世界で初めてメガロ糖（MS）の生産に成功した。性質を調べると、BCS IIに属す化合物（難水溶性・高膜透過性の薬剤や食品素材など）を可溶化する画期的な機能が発見された。またMSは「BCS II化合物を溶質とする糖質水溶化剤」と捉えることもできた。一方、難溶性ベンジル系アゾ色素もBCS IIに属し、かつ「東南アジア諸国における代表的な環境汚染物質」である点に注目し、MSとアゾ分解酵素を組合せることで、実験室レベルではあるが、色素の可溶化と酵素分解に成功した。以上は初めて生産したMS、すなわち従来型MSの知見である。極最近に従来型MSより高機能な新奇MS（新型MS）を発見した。本申請では、新型MSによるアゾ色素の酵素分解を目的とし、現地試験をタイで実施する。最終的な到達目標はアゾ色素の汚染解消（すなわち環境問題克服への貢献）である。
本年度は、現地調査や相手国研究協力者の援助も可能になり、調査研究が進んだ。まず、MSが示す可溶化の分子機構が究明された。すなわち、日タイ共通植物由来のMSを構成する単糖は種類により疎水性と親水性を示し、前者が目的のアゾ色素の疎水部分と複合体を形成し、後者が複合体を可溶化するメカニズムである。本機構で極めて水難溶な食品素材（クルクミン）やアゾ色素を可溶化できた。一方、複合体中のアゾ色素はMSに強固に結合し、アゾ分解酵素の攻撃を低下させた。そこで、強固な結合を示さないMSを検索し、デキストランの非還元末端にα-1,4グルコシド糖鎖を有するMS（N-IMSと略称）を見出した。N-IMSはアゾ色素に温和な結合・可溶化を示し、アゾ分解酵素の活性を阻害せず、完全分解できた。一方、アゾ色素が土壌組成分と強固に結合し、MSによる遊離が見られないこともあったので、アルカリや有機溶剤の抽出による前処理を行うことで、N-IMSの可溶化による酵素分解に成功した。
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