2013 Fiscal Year Research-status Report
腸を酸化ストレスから防御するプロバイオティックス乳酸菌の開発
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24580125
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
新村 洋一 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (00180563)
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| Keywords | 乳酸菌 / 過酸化水素 / 過酸化脂質 / プロバイオティックス / 過酸化物還元酵素 |
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| Research Abstract |
過酸化物は酸化ストレスの要因物質であり、腸は酸化ストレス防御の要であるが、腸の過酸化物分解活性 は通常組織の1/10以下である。従って、その分解力強化は、生体のストレス防御力強化に極めて有効と考えられ、申請者は過酸化物を分解する乳酸菌の開発を試みている。前々申請にて、スクリーニンク法を開発し、高活性 な過酸化物分解乳酸菌2株の分離に成功した。分離された過酸化脂質分解菌(L. plan. P2 株)と過酸化水素分解菌(P. pent. Be1 株)から、前申請にて新規の過酸化脂質還元酵素系の精製に成功し、その特異な反応特性を明らかにしている。過酸化脂質分解株の強力な過酸化脂質分解力には、この特異な酵素が関与し、既知の酵素にないシンプルな反応系と、強力な活性を示した。本研究の学術的特色は、乳酸菌に存在する特異な過酸化物還元酵素の発見である。
本申請最終目的は、分離乳酸菌を活用し、腸内の酸化ストレス防御系を確立することであり、本年度は、以下の2課題の完成を目指した。
課題1:新規の過酸化物還元酵素の反応機構の解析。
課題2:過酸化脂質分解株、過酸化水素分解株の酸化ストレス防御活性を評価するバイオアッセイ(線虫)系の完成。
分離株の過酸化物還元酵素遺伝子のクローニングとタンパク発現型の構築、多量の精製酵素の取得に成功し、既知の酵素系にない新規の反応機構の一端が明らかになった。本酵素により、過酸化脂質分解乳酸菌は速やかに過酸化物を無毒化すると考えられる。そこで、菌体としての評価系：線虫のバイオアッセイ系の確立を試みた。
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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
過酸化物分離株の過酸化物還元酵素遺伝子の多量の精製酵素の調製に成功し、過酸化脂質分解乳酸菌は速やかに過酸化物を無毒化することが示唆された。このデータを基にさらに、菌体としての評価系：線虫のバイオアッセイ系の確立を試みた。
乳酸菌は乳酸を生成するため、アッセイ系のpH調整能が確立の鍵となることが考察されたため、現在酸生成に左右されないアッセイ系の完成を目指している。
この系を用いた大腸菌、既知の乳酸菌での比較実験に成功した。申請者はこの実験と並行して、高活性な過酸化物分解乳酸器の多量培養系の構築に成功しており、この培養系で生産した高活性株をバイオアッセ系に用いる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度で完成させた線虫のバイオアッセイ系に、並行して完成させた高活性名過酸化物分解乳酸菌の酸化ストレス防御活性の測定を試みる。乳酸菌は乳酸を生成するため、酸生成に左右されないアッセイ系の予備実験に成功している。前年度で完成させた高活性株をバイオアッセ系に導入する。過酸化脂質分解乳酸菌、過酸化水素分解菌、一般乳用乳酸菌、大腸菌の４者の酸化ストレス防御活性の比較を行う。分離株で酸化ストレス防御活性が検出されたら、老人班、酸化タンパク、マロンジアルデヒド検出、線虫老化防御活性等の種々の活性法を試みたい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度では、線虫を使用したバイオアッセ系の確立に成功し、予想以上の詳細な結果の可能性が得られた。そこで、ラットを使用するバイオアッセイ系の予備実験が不用となり、ラット、飼料代、施設使用料等がかからなかった。
来年度は、線虫を使った実験を、継続する予定であるが、ラットを使用するバイオアッセイ系の予備実験を行う予定である。ラット、飼料代、施設使用料が派生する。
今回明らかになった新規の過酸化物還元酵素は、フラビン酵素であり、タイで行われるフラビン国際会議で発表予定である。海外渡航費と国際学会の参加費に使用予定である。
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[Journal Article] Adaptive response of Amphibacillus xylanus to normal aerobic and forced oxidative stress conditions2014
Author(s)
Daichi Mochizuki,13 Toshiaki Arai,13 Masazumi Asano,1 Natsuki Sasakura,1 Toshihiro Watanabe,2 Yuh Shiwa,3 Sanae Nakamura,4 Yoko Katano,4 Shun Fujinami,4 Nobuyuki Fujita,4 Akira Abe,5 Junichi Sato,1 Junichi Nakagawa2 and Youichi Niimura1
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Journal Title
Microbiology
Volume: 160
Pages: in press
DOI
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