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ビフィズス因子としての母乳オリゴ糖~ビフィズスフローラ形成の謎の解明と応用展開~

研究課題

研究課題/領域番号 15H04481
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関京都大学

研究代表者

片山 高嶺  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (70346104)

研究分担者 日高 將文  東北大学, 農学研究科, 助教 (00584848)
栗原 新  石川県立大学, 生物資源環境学部, 寄附講座准教授 (20630966)
廣瀬 潤子  滋賀県立大学, 人間文化学部, 准教授 (40381917)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2015年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード母乳オリゴ糖 / ビフィズス菌 / 共生 / 共進化 / 母乳 / 酵素解析 / 酵素合成 / 酵素
研究成果の概要

母乳栄養児の腸管ではビフィズスフローラが形成されることが知られていたが、その分子機構は解明されていなかった。我々は、ビフィズス菌が母乳中で3番目に多く含まれる成分であるオリゴ糖(母乳オリゴ糖)を資化する特異的な酵素群を有していることを見出し、それら酵素について解析を行った。その結果、母乳オリゴ糖の主要成分であるラクト-N-テトラオースを分解する酵素ラクト-N-ビオシダーゼがビフィズスフローラ形成に重要であることを明らかとした。また、酵素を改変することでラクト-N-テトラオース合成法を開発した。ビフィズス因子として人工乳への添加が期待される。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 11件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Technical University of Denmark(Denmark)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Western Australia(Australia)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Western Australia(Australia)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] School of Chemistry and Biochemistr/The University of Western Australia(Australia)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular Insight into Evolution of Symbiosis between Breast-Fed Infants and a Member of the Human Gut Microbiome Bifidobacterium longum2017

    • 著者名/発表者名
      Yamada C, Gotoh A, Sakanaka M, Hattie M, Stubbs KA, Katayama-Ikegami A, Hirose J, Kurihara S, Arakawa T, Kitaoka M, Okuda S, Katayama T and Fushinobu S.
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 24 号: 4 ページ: 515-524

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2017.03.012

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Use of Gifu Anaerobic Medium for culturing 32 dominant species of human gut microbes and its evaluation based on short-chain fatty acids fermentation profiles2017

    • 著者名/発表者名
      Gotoh Aina、Nara Misaki、Sugiyama Yuta、Sakanaka Mikiyasu、Yachi Hiroyuki、Kitakata Aya、Nakagawa Akira、Minami Hiromichi、Okuda Shujiro、Katoh Toshihiko、Katayama Takane、Kurihara Shin
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 81 号: 10 ページ: 2009-2017

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1359486

    • NAID

      40022130526

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and characterization of a sulfoglycosidase from Bifidobacterium bifidum implicated in mucin glycan utilization2017

    • 著者名/発表者名
      Katoh Toshihiko、Maeshibu Takako、Kikkawa Kei-ichi、Gotoh Aina、Tomabechi Yusuke、Nakamura Motoharu、Liao Wei-Hsiang、Yamaguchi Masanori、Ashida Hisashi、Yamamoto Kenji、Katayama Takane
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 81 号: 10 ページ: 2018-2027

    • DOI

      10.1080/09168451.2017.1361810

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of α-l-arabinopyranosidases from human gut microbiome expands the diversity within glycoside hydrolase family 422017

    • 著者名/発表者名
      Viborg Alexander Holm、Katayama Takane、Arakawa Takatoshi、Abou Hachem Maher、Lo Leggio Leila、Kitaoka Motomitsu、Svensson Birte、Fushinobu Shinya
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 292 号: 51 ページ: 21092-21101

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.792598

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular insight into evolution of symbiosis between breast-fed infants and a member of the human gut microbiome Bifidobacterium longum2017

    • 著者名/発表者名
      Yamada C, Gotoh A, Sakanaka M, Hattie M, Stubbs KA, Katayama-Ikegami A, Hirose J, Kurihara S, Arakawa T, Kitaoka M, Okuda S, Katayama T, and Fushinobu S.
    • 雑誌名

      Cell Chemical Biology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Application study of 1,2-α-L-fucosynthase: Introduction of Fucα1-2Gal disaccharide structures on N-glycan, ganglioside, and xyloglucan oligosaccharide2016

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Y, Katoh T, Honda Y, Gotoh A, Ashida H, Kurihara S, Yamamoto K, and Katayama T.
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 81 号: 2 ページ: 283-291

    • DOI

      10.1080/09168451.2016.1254532

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Introduction of H-antigens into oligosaccharides and sugar chains of glycoproteins using highly efficient 1,2-α-L-fucosynthase2016

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Y, Gotoh A, Katoh T, Honda Y, Yoshida E, Kurihara S, Ashida H, Kumagai H, Yamamoto K, Kitaoka M, and Katayama T.
    • 雑誌名

      Glycobiology

      巻: 26 ページ: 1235-1247

    • DOI

      10.1093/glycob/cww085

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Host-derived glycans serve as selected nutrients for the gut microbe: Human milk oligosaccharides and bifidobacteria.2016

    • 著者名/発表者名
      Takane Katayama
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 80 号: 4 ページ: 621-632

    • DOI

      10.1080/09168451.2015.1132153

    • NAID

      120006364097

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gaining insight into the catalysis by GH20 lacto-N-biosidase using small molecule inhibitors and structural analysis.2015

    • 著者名/発表者名
      Hattie M, Ito T, Debowski AW, Arakawa T, Katayama T, Yamamoto K, Fushinobu S, and KA Stubbs.
    • 雑誌名

      Chemical Communications (Cambridge)

      巻: 51 号: 81 ページ: 15008-15011

    • DOI

      10.1039/c5cc05494j

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel substrate specificities of two lacto-N-biosidases towards β-linked galacto-N-biose-containing oligosaccharides of globo H, Gb5, and GA1.2015

    • 著者名/発表者名
      Gotoh A, Katoh T, Sugiyama Y, Kurihara S, Honda Y, Sakurama H, Kambe T, Ashida H, Kitaoka M, Yamamoto K, Katayama T
    • 雑誌名

      Carbohydr Res

      巻: 408 ページ: 18-24

    • DOI

      10.1016/j.carres.2015.03.005

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] α-N-Acetylglucosaminidase from Bifidobacterium bifidum specifically hydrolyzes α-linked N-acetylglucosamine at nonreducing terminus of O-glycan on gastric mucin2015

    • 著者名/発表者名
      芦田久ら
    • 雑誌名

      Appl Microbiol Biotechnol.

      巻: 99 号: 9 ページ: 3941-3948

    • DOI

      10.1007/s00253-014-6201-x

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 乳児のビフィズス菌とヒトミルクオリゴ糖利用2018

    • 著者名/発表者名
      片山高嶺
    • 学会等名
      森永乳業創業100周年記念国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 母乳成分を介したビフィズス菌とヒトの共生・共進化2018

    • 著者名/発表者名
      片山高嶺
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bifidobacterium bifidum菌株間におけるヒトミルクオリゴ糖資化様式および関連酵素の保存性2017

    • 著者名/発表者名
      後藤愛那・山田千早・苫米地祐輔・廣瀬潤子・栗原新・北岡本光・山本憲二・原田岳・何方・加藤紀彦・片山高嶺
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会2017年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒト腸内細菌が有する母乳オリゴ糖分解酵素LnbXホモログの機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      山田千早・伏信進矢・後藤愛那・加藤紀彦・片山高嶺
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会2017年度大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒト母乳オリゴ糖とヒト乳脂肪から考えるビフィズス菌とヒトの共進化2017

    • 著者名/発表者名
      後藤愛那・岸野重信・岡田奈津実・廣瀬潤子・栗原新・加藤紀彦・奥田修二郎・片山高嶺・小川順
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bifidobacterium bifidum由来1,2-α-L-フコシダーゼのN末端機能未知ドメインの解析2017

    • 著者名/発表者名
      丹沢充裕・加藤紀彦・片山高嶺
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ビフィズス菌におけるgalacto-N-biose/lacto-N-biose Iトランスポーターの多様性解析2017

    • 著者名/発表者名
      阪中幹祥・石田卓也・佐藤真与・谷内寛之・阿部紘一・前田信悟・吹谷智・横田篤・栗原新・荒川孝俊・五十嵐圭日子・伏信進矢・片山高嶺
    • 学会等名
      2017年度乳酸菌学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Symbiosis and co-evolution between breast-fed infants and Biofidobacterium driven by human milk oligosaccharides and their degrading enzymes2017

    • 著者名/発表者名
      Takane Katayama
    • 学会等名
      The 26th Gut microflora symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physiological characterization of 2’-fucosyllactose transport systems from Bifidobacterium longum subsp. infantis2016

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka, M., Yachi, H., Kurihara, S., Fukiya, S., Yokota, A., Katayama, T.
    • 学会等名
      Probio-Bifido 2016
    • 発表場所
      Cork, Ireland
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微生物酵素から考える腸内細菌とヒトの共生〜ビフィズス菌と母乳オリゴ糖〜2016

    • 著者名/発表者名
      片山高嶺
    • 学会等名
      日本農芸化学会2015年度大会シンポジウム
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌を制御するオリゴ糖ービフィズス菌と母乳オリゴ糖ー2016

    • 著者名/発表者名
      片山高嶺
    • 学会等名
      第21回フードファクター学会学術集会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 母乳オリゴ糖とビフィズス菌-共生と共進化-.2016

    • 著者名/発表者名
      片山高嶺
    • 学会等名
      第109回発酵学懇話会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ビフィズス因子としての母乳オリゴ糖2016

    • 著者名/発表者名
      片山高嶺
    • 学会等名
      第33回日本微量栄養素学会学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ビフィズス菌と母乳オリゴ糖〜ビフィズスフローラ形成の分子機序解明を目指して〜2015

    • 著者名/発表者名
      片山高嶺
    • 学会等名
      日本農芸化学会・産学官若手交流会さんわか第25回セミナー
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カギの穴から天を覗く~ビフィズス菌酵素から考えるヒトとの共生~2015

    • 著者名/発表者名
      片山高嶺
    • 学会等名
      平成27年度日本乳酸菌学会秋期セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unique Carbohydrate Metabolism in Bifidobacteria2015

    • 著者名/発表者名
      Takane Katayama
    • 学会等名
      JSPS France Japan Joint Forum, Science of Fermentation
    • 発表場所
      フランス・ディジョン
    • 年月日
      2015-11-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒトミルクオリゴ糖と乳児型ビフィズス菌〜共生と共進化〜2015

    • 著者名/発表者名
      片山高嶺
    • 学会等名
      平成27年度酪農科学シンポジウム
    • 発表場所
      帯広
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 分子応答機構学分野HP

    • URL

      http://www.bunshioutou.lif.kyoto-u.ac.jp/katayama/Home.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.bunshioutou.lif.kyoto-u.ac.jp/katayama/Home.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 京都大学大学院生命科学研究科分子応答機構学分野

    • URL

      http://www.bunshioutou.lif.kyoto-u.ac.jp/katayama/Publications.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-12-27  

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