2023 Fiscal Year Research-status Report
ビフィズス菌の特異な植物多糖代謝系をターゲットにした新規プレバイオティクスの創製
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22K05548
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
芦田 久 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (40379087)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ビフィズス菌 / グリコシダーゼ / プレバイオティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトミルクオリゴ糖の骨格に含まれる二糖ユニットであるラクト-N-ビオースI（Galβ1-3GlcNAc）は、ビフィズス菌 Bifidobacterium bifidum や B. longum に選択的に利用されるため、腸のビフィズス菌を増殖させるプレバイオティクスの有望な候補である。これまでに、北岡らによりラクト-N-ビオースIホスホリラーゼの逆反応を用いた酵素合成法が確立されているが、食品としての実用化には至っていない。本年度、植物やキノコ由来の細胞壁・複合糖質にラクト-N-ビオースIユニットが含まれている可能性を考え、野菜やキノコなどの食品素材からビフィズス菌由来のラクト-N-ビオシダーゼを用いてラクト-N-ビオースIを遊離生成させることを試みた。各種食材を熱水抽出し、粗糖画分を得たのち、透析することで低分子量の物質を除去した。これらの糖鎖画分に、以前に私たちが同定したビフィズス菌由来のGH20ラクト-N-ビオシダーゼの遺伝子組換え酵素を添加し、遊離する2糖をTLCで分析した。その結果、市販ブナシメジから抽出した糖鎖画分からラクト-N-ビオースIと推定される2糖の遊離を確認した。この2糖はさらに、ビフィズス菌由来の組換えラクト-N-ビオースIホスホリラーゼによりガラクトース-1-リン酸とN-アセチルグルコサミンに加リン酸分解されたことから、ラクト-N-ビオースIであることが確認された。今後は各種機器分析により厳密な同定を実施する予定である。
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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
当初は植物性多糖に着目していたが、探索の範囲を食用キノコ類に広げたところ、興味深い知見が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
市販ブナシメジ由来の糖質画分から遊離したラクト-N-ビオースIの厳密な構造決定を実施する。具体的には質量分析や1H-NMRを使用する計画である。遊離したラクト-N-ビオースIやブナシメジ由来の糖質画分の各種ビフィズス菌に対する増殖促進効果を評価する。ブナシメジの液体培養を試み、食用キノコの子実体あたりのラクト-N-ビオースIの収量と比較し、液体培養条件を検討してラクト-N-ビオースIの収量増加を図る。
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| Causes of Carryover |
食用キノコの検討を優先し、植物性多糖のバルク処理を先送りしたため、予算を次年度に繰り越した。
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[Journal Article] A bacterial sulfoglycosidase highlights mucin O-glycan breakdown in the gut ecosystem2023
Author(s)
Toshihiko Katoh, Chihaya Yamada, Michael D. Wallace, Ayako Yoshida, Aina Gotoh, Moe Arai, Takako Maeshibu, Toma Kashima, Arno Hagenbeek, Miriam N. Ojima, Hiromi Takada, Mikiyasu Sakanaka, Hidenori Shimidzu, Keita Nishiyama, Hisashi Ashida, Junko Hirose, Maria Suarez-Diez, Makoto Nishiyama, Ikuo Kimura, et al.
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Journal Title
Nature Chemical Biology
Volume: 19
Pages: 778～789
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Bifidobacterium bifidum degrades sulfated mucin O-glycans via a sulfatase-independent pathway2023
Author(s)
Toshihiko Katoh, Chihaya Yamada, Michael D. Wallace, Ayako Yoshida, Aina Gotoh, Moe Arai, Takako Maeshibu, Toma Kashima, Arno Hagenbeek, Miriam N. Ojima, Hiromi Takada, Mikiyasu Sakanaka, Hidenori Shimizu, Keita Nishiyama, Masanori Yamaguchi, Hisashi Ashida, Junko Hirose, Maria Suarez-Diez, et al.
Organizer
GLYCO26
Int'l Joint Research
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