2014 Fiscal Year Research-status Report
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26660055
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
小林 達彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70221976)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊野 匠人 筑波大学, 生命環境系, 助教 (70585025)
橋本 義輝 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (00323254)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 微生物 / 酵素 / 代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クルクミンはウコンに含まれる黄色色素で、薬理作用を有するポリフェノールの一種である。クルクミンからジヒドロクルクミン(DHC)を経由してテトラヒドロクルクミン（THC）に変換される経路は同定されているものの、その変換反応に関わる酵素は（微生物からヒトに至るすべての生物において）同定されていなかった状況の中、我々は、微生物によりクルクミンの代謝産物を得ることを目的として研究を行い、大腸菌がクルクミンをDHCやTHCに変換することを見いだした。本研究では、ヒト（腸内細菌を含む）がもつクルクミン代謝経路のほかに、環境中の微生物が担う代謝経路を解明し、より多様なクルクミン代謝産物の同定およびその合成を目指す。
ウコン栽培土壌より単離した菌株の中で最も高いクルクミン代謝活性を示す微生物（以下、本菌とする）の菌体を用いてクルクミンと反応させた結果、HPLCによってDHCおよびTHCとは異なる保持時間の新たなピークを検出した。新たなピークの吸収スペクトルはDHCおよびTHCの吸収スペクトルとは異なっており、新たなクルクミン代謝産物の存在が示唆された。休止菌体反応を行った反応液をLC-MSを用いてクルクミン代謝産物の質量を決定した結果、DHCおよびTHCとは異なる化合物と同定した。本クルクミン代謝産物は、（我々が見いだした）大腸菌でのクルクミン代謝経路中ではみられない化合物であったため、多様なクルクミン代謝経路の存在が示唆された。
また、本菌の生理学的試験や資化性試験等を行い、同定を行った。その結果、本菌は大腸菌とは異なる微生物であることが判明した。
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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
ウコン栽培土壌より単離した微生物のクルクミン代謝産物を同定し、環境中の微生物が担う代謝経路の一端を解明することに成功した。本菌は休止菌体反応では新たなクルクミン代謝産物に由来するピークを検出することができたが、本菌の無細胞抽出液を調製し、透析した後にクルクミンと反応させた場合には、新たなピークは検出できなかった。今後、クルクミン代謝活性に必要な補酵素の検討などを行う必要があるものの、活性を高める培養条件の検討は終了しており、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
透析により、新たなクルクミン代謝産物に由来するピークを検出できなくなったが、補酵素や金属など透析で失われる化合物を反応系に添加し、本ピークが再び検出できる化合物の検討を行う予定である。その化合物が同定できれば、本化合物を添加することでクルクミン代謝酵素を精製し、酵素の物理学的・酵素科学的諸性質を決定する予定である。これと並行し、本菌以外のクルクミン代謝能が高い微生物についてもクルクミンとの反応溶液をHPLCに供し、DHC、THC、本菌のクルクミン代謝産物とは異なる保持時間で溶出した場合には新規代謝産物と考えられるため、同様の実験を行うことで各化合物の構造を決定する予定である。
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| Causes of Carryover |
ウコン栽培土壌より単離した本菌のクルクミン代謝産物を同定し、クルクミン活性を高める培養条件を確立後、大量培養を行い、クルクミン代謝酵素を精製する予定であった。しかし、本活性は透析で失われるため精製が困難であり年度内の完了は不可能となり、新たな方法を検討することが必要となったので未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記の計画に必要な、分析用試薬、HPLCカラム類、精製用クロマトグラフィーカラム、ガラス類、プラスチック類などの消耗品の購入や、情報収集のための旅費として使用する計画である。
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