植物糖タンパク質分解酵素から紐解く成人腸内ビフィズス菌の共生関係
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19J20806
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
佐々木 優紀 鹿児島大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 植物糖タンパク質 / アラビノガラクタンプロテイン / ビフィズス菌 / 糖質分解酵素 / 共生関係 |
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| Outline of Research at the Start |
成人の腸内細菌は、宿主の食事成分由来の様々な植物性多糖類を含む栄養環境下で生存しており、多種多様な糖質分解酵素を介して糖源の獲得を行っている。我々は、植物性多糖類の1つであるアラビノガラクタンプロテイン（AGP）の成人型ビフィズス菌による分解メカニズムの解明を目指している。特に、アラビアガムAGPはプレバイオティクス効果があるものの、分解酵素を介した増殖メカニズムは不明であった。これまでにアラビアガム資化性菌から資化性の鍵を握る分解酵素を発見し、そのクローニングに成功している。本研究では、さらなる詳細な機能解析を行い、腸管内でAGPをめぐるビフィズス菌間の共生関係を紐解くことを目的とした。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、腸内細菌、特にビフィズス菌が持つ植物性多糖分解酵素に着目し、その増殖メカニズムやビフィズス菌間の共生関係を解明することを目的としている。ビフィズス菌Bifidobacterium longum (B. longum) が有するアラビノガラクタン・プロテイン(AGP)分解酵素群のうち、アラビアガム由来のAGPの側鎖末端に存在するGal-α1，3-Ara (GA) を切断する3-O-α-D-galactopyranosyl-α-L-arabinofuranosidase (GAfase)と、同遺伝子クラスター上の隣接するGH36α-galactosidaseは既に解析済みである。また、昨年度までに、α-L-arabinofuranosidase (BLLJ_1850) とexo-β1,3-galactanase (BLLJ_1840) が協調的にアラビアガム分解に関わることを見出した。本年度では、BLLJ_1850がGH43_22、GH43_34の2つの触媒ドメインを有するマルチドメインの酵素であることに着目し、各触媒ドメインの機能を明らかにした。その結果、GH43_22はα1,3-Araf、GH43_34はα1,4-Arafの切断を担うことが分かった。どちらの結合様式のα-L-Arafもアラビアガムの側鎖末端に存在する構造であり、特にGH43_34ドメインがGAfase作用後のアラビアガムからのAraの遊離に大きく関わっていることが分かった。また、B. longumによるアラビアガムの最終産物として残存するRha-α1,4-GlcA-β1,6-Gal-β1,6-Galは、他の腸内共生細菌であるBacteroides vulgatusによって利用されることを見出し、腸内細菌間での共生関係を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
