新規C-配糖体代謝酵素の触媒メカニズムの解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K06624
• Research Institution: Kyushu University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 中村 賢一 九州保健福祉大学, 薬学部, 講師 (70512002)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: C-配糖体 / 腸内細菌 / 代謝酵素 / 生薬

Outline of Annual Research Achievements

漢方薬の煎液には、配糖体成分が多量に溶出している。経口摂取した配糖体は消化管上部では吸収されにくく、消化管下部において腸内細菌による種々の代謝を受ける。そのため、腸内細菌による配糖体の代謝は漢方薬の薬効発現と密接に関わっていると考えられている。配糖体の一群には、アグリコン部と糖部が直接 C－C結合したC－配糖体も含まれる。C-配糖体は化学的に安定であるが、一部の腸内細菌はC-配糖体のC-C結合を開裂し、アグリコンを生成することが知られている。研究代表者は、生薬カッコンに含まれるイソフラボンC-配糖体のpuerarin を代謝する腸内細菌酵素を同定している。本研究の目的は、これまでに同定例の少ない腸内細菌由来のC-配糖体代謝酵素の機能を詳細に解析することである。
2021年度は、ホモロジー検索による新規C－配糖体代謝酵素の探索を行った。これまでの研究から、puerarin代謝反応は２段階の酵素反応であり、1段階目は酵素DgpAによる糖部分３位水酸基の酸化反応、２段階目は酵素DgpB-DgpC複合体によるC-C結合開裂反応であることを明らかにしている。新規C－配糖体代謝酵素を同定する目的で、DgpB、DgpCの相同性タンパク質をデータベース検索し、それらをコードする遺伝子がゲノムDNA上に隣接しているものを新規C－配糖体代謝酵素の候補遺伝子とした。今後、人工遺伝子合成により候補遺伝子を得た後、大腸菌を用いた発現系の構築と酵素活性の測定を行い、新規C－配糖体代謝酵素を同定する。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究代表者は、2021年4月に現所属機関に異動した。コロナ禍の影響もあり、研究環境の整備に想定以上の時間を要したため、研究に遅れが生じた。

Strategy for Future Research Activity

2022年度は、C-配糖体代謝酵素をコードすると予測される複数の候補遺伝子を人工遺伝子合成により得た後、大腸菌を用いて組換えタンパク質を調製する。各種C-配糖体を基質に酵素反応を行い、新規C-配糖体代謝酵素の機能を解析する。

Causes of Carryover

研究代表者の所属機関の異動や、新型コロナウイルス感染症に伴う影響のため、当初想定していた研究時間を十分に確保できず、次年度使用額が生じた。次年度使用額については、酵素実験の消耗品費や、人工遺伝子合成に使用する計画である。