2022 Fiscal Year Annual Research Report
腸内細菌叢が関与する食品中機能性成分の抱合代謝物動態の総合的理解
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21H02143
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
生城 真一 富山県立大学, 工学部, 教授 (50244679)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗原 新 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (20630966)
西川 美宇 富山県立大学, 工学部, 助教 (90749805)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ポリフェノール動態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
食品中の機能性成分であるフラボノイドなどはグルクロン酸や硫酸基が付加された抱合代謝物として生体内に留まり、一部は脱抱合過程を通して活性体（アグリコン）に変換される。従って、体内における抱合代謝物への変換、輸送及び排泄過程がフラボノイドの生理機能発現を規定する。近年では宿主腸内細菌叢における脱抱合による再吸収過程を通して代謝物の体内動態に関与する可能性が示唆される。本申請では、（課題１）生体に取り込まれた機能性成分の代謝物を同定するために、異物代謝酵素発現酵母を用いた代謝物の網羅的な合成プラットフォームを確立する。さらに、課題１で得られた代謝物標準品を用いて、（課題２）腸内常在細菌優勢種における脱抱合能評価により機能性成分動態に対する腸肝循環の寄与を明らかにすることにより、生体における腸内細菌叢が関与する食品中機能性成分の抱合代謝物動態の総合的理解を通して食品中の機能性成分の真の作用メカニズム解明を目指した。甘草由来機能性ポリフェノールであるイソリクイリチゲニン（ILG）の網羅的な抱合代謝物合成をおこなった。カルコン化合物であるILGは複数のグルクロン酸抱合体と硫酸抱合体として生成され、さらに異性化したリクイリチゲニン（LG）についても相当する抱合体を合成することに成功した。腸内細菌による脱抱合能の解析については、抗生物質投与ラット糞便におけるポリフェノール類の脱抱合能を解析したところ、腸内細菌の減少および細菌叢の変化により脱抱合能の低下がみられた。また、同じ化合物でも抱合化位置が異なることで変動に差異があることから腸内細菌の有する脱抱合酵素の基質特異性が異なることが示された。
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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
カルコン化合物であるイソリクイリチゲニン（ILG）について、抱合酵素発現酵母菌体を用いて部位特異的な修飾を受けた抱合代謝物を効率的に合成することに成功している。さらに反応条件の検討によりILG抱合代謝物を用いて異なる抱合基を有するヘテロ抱合体の合成にも成功しておりラット体内における新規代謝物として検出にも貢献している。腸内細菌による脱抱合能の解析については、抗生物質投与ラット糞便におけるポリフェノール類の脱抱合能を解析したところ、腸内細菌の減少および細菌叢の変化により脱抱合能の低下がみられた。また、同じ化合物でも抱合化位置が異なることで変動に差異があることから腸内細菌の有する脱抱合酵素の基質特異性が異なることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の本研究課題については引き続き、生体に取り込まれた機能性成分の代謝物を同定するために、異物代謝酵素発現酵母を用いた代謝物の網羅的な合成プラットフォームを確立する。さらに、課題１で得られた代謝物標準品を用いて、（課題２）腸内常在細菌優勢種における脱抱合能評価により機能性成分動態に対する腸肝循環の寄与を明らかにすることにより、生体における腸内細菌叢が関与する食品中機能性成分の抱合代謝物動態の総合的理解を通して食品中の機能性成分の真の作用メカニズム解明を目指す。とくに動物試験により腸内細菌がポリフェノール動態に及ぼす影響を評価するために、抗生物質投与ラットにおけるイソリクイリチゲニン代謝についてin vivo および ex vivoレベルでの解析を行う予定である。また、嫌気的条件下で培養したヒト腸内常在細菌優勢種における脱抱合についても解析を行い、遺伝子情報からの脱抱合酵素のアミノ酸配列、タンパク構造との相関についても解析を行う予定である。
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