ヒト薬物代謝酵素を用いたマイコトキシン汚染食品の浄化技術に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15K12354
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 食生活学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 今石 浩正 神戸大学, バイオシグナル総合研究センター, 教授 (50223318)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: アフラトキシン / P450 / CYP3A4 / 解毒 / シトクロムP450 / 変異原性 / 大腸菌

研究成果の概要

本研究では、ヒトの薬物代謝酵素を利用することでAFB1を解毒する手法の開発を試みた。ヒトCYP3A4は、生体内において、AFB1を高い発がん性を持つアフラトキシンB1-8,9-エポキシド(AFBO)へと変換する主酵素である。一方、AFBOは非常に不安定な反応中間体であることから、生体外では約5秒でAFB1-8,9-ジヒドロジオールへと自然分解され、すみやかに変異原性を消失することが知られている。本研究では、ヒトCYP3A4を発現した大腸菌を用い、AFB1を生体外で一過的に高毒性のAFBOへと変換させることで、AFB1による食中毒を防止することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アフラトキシンB1(AFB1)は、主にAspergillus flavus (A.flavus) により産生されるマイコトキシンの一種で、極めて高い変異原性、発がん性を持つことが知られている。これまで、放射線照射や酸処理などを用いた汚染食品中のアフラトキシン分解法が試みられてきた。しかしながら、これらの方法では食品成分に対する損傷が大きい事から、いずれも有効なAFB1の減毒法とはなっていない。そこで本研究では、ヒトの薬物代謝酵素を利用することで、常温・常圧下でAFB1を解毒する手法を開発した。これら一連の結果は、将来のカビ毒による被害を著しく低減できる可能性を示している。

研究成果

• [雑誌論文] Metabolism of steroids by cytochrome P450 2C9 variants (2018)
  • 著者名/発表者名: Uno T, Nakano R, Kitagawa R, Okada M, Kanamaru K, Takenaka S, Uno Y, Imaishi H.
  • 雑誌名: Biopharm Drug Dispos 巻: 39, 号: 8 ページ: 371-377
  • DOI: 10.1002/bdd.2153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of N-terminal amino acids of fungal benzoate hydroxylase (CYP53A15) for the production of p-hydroxybenzoate and optimization of bioproduction conditions in Escherichia coli. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamaki, S., Yagi, M., Nishihata, Y., Yamaji, H., Shigeri, Y., Uno, T., and Imaishi, H.
  • 雑誌名: J. Microbiol. Biotech. 巻: 28 号: 3 ページ: 439-447
  • DOI: 10.4014/jmb.1711.11030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of genetic polymorphism of human CYP2B6 on the metabolic activation of chlorpyrifos. (2018)
  • 著者名/発表者名: Imaishi H, Goto T.
  • 雑誌名: Pestic Biochem Physiol. 巻: 144 ページ: 42-48
  • DOI: 10.1016/j.pestbp.2017.11.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Point mutation of cytochrome P450 2A6 (a polymorphic allele CYP2A6.25) confers new substrate specificity towards flavonoids (2015)
  • 著者名/発表者名: Uno, T., Ogura, C., Izumi, C., Nakamura, M., Yanase, T., Yamazaki, H., Ashida, H., Kanamaru, K., Yamagata, H., Imaishi, H.
  • 雑誌名: Biopharm. Drug Dispos 巻: 36 ページ: 552-563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional characterization of CYP1A9 and CYP1C1 from Anguillus japonica. (2015)
  • 著者名/発表者名: Uno T, Izumi C, Takenaka S, Yanase T, Imaishi H, Kanamaru K, Yamagata H, Kaminishi Y, Itakura T.
  • 雑誌名: Environ Toxicol Pharmacol. 巻: 40 ページ: 360-368
  • 査読あり
• [学会発表] ヒトCYP3A4酵素を利用したアフラトキシンB1解毒法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田 真理恵, 今石 浩正
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会(第40回日本分子生物学会)
• [学会発表] CYP53A15発現大腸菌を用いたp-ヒドロキシ安息香酸生産性の向上 (2017)
  • 著者名/発表者名: 玉木 峻, 今石 浩正
  • 学会等名: 第６９回日本生物工学会大会
• [学会発表] 大腸菌における安息香酸水酸化酵素の異種発現と生物生産システムへの応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 玉木 峻, 今石 浩正
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] CYP2E1の遺伝子多型がニトロソアミンの代謝活性化に与える影響に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤山 友里、今石 浩正
  • 学会等名: 日本農芸化学会年会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大
• [学会発表] Reduction of aflatoxin B1 toxicity by using food compounds and CYP3A4 gene in human (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki WATANABE, Koji HATSUTA, Hiromasa IMAISHI
  • 学会等名: ISMYCO 2016
  • 発表場所: 東京大学本郷
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 真核生物のP450活性を制御する新規遺伝子の探索と利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 原茅乃,河合佑樹,今石浩正
  • 学会等名: 第39回日本分子生物 学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 真核生物のP450活性を制御する新規遺伝子の探索と解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河合佑樹,原茅乃,今石浩正
  • 学会等名: 第39回日本分子生物 学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 真核生物のP450活性を制御する新規遺伝子の探索と利用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河合佑樹,原茅乃,今石浩正
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県・神戸市・神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] CYP3A4を用いたマイコトキシン汚染食品浄化技術の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 初田浩志,今石浩正
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県・神戸市・神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] P450発現のエピジェネティック制御に対する非変異原性化学物質の影響に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池田直樹,今石浩正
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県・神戸市・神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 潰瘍性大腸炎の新規診断技術の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本龍一,室井康平,今石浩正
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県・神戸市・神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 食品成分によるマイコトキシンの毒性抑制に対するヒト遺伝子多型の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺浩行,室井康平,今石浩正
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県・神戸市・神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] CYP2A6酵素活性変化に関与する新規タンパク性因子のスクリーニングと機能解析に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原茅乃,河合佑樹,今石浩正
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県・神戸市・神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-12-01
• [備考] 神戸大学 環境物質科学研究室
  • URL: http://www.research.kobe-u.ac.jp/rceg-nowstone/index.html