新規な酵素機能から解明するビフィズス菌とヒトとの共生関係およびその応用への展開

• 研究課題/領域番号: 20780056
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 石川県立大学
• 研究代表者: 片山 高嶺 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70346104)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: ビフィズス菌 / ヒトミルクオリゴ糖 / ムチン型糖鎖 / グリコシダーゼ / フコシダーゼ / フコシルオリゴ糖 / グリコシンターゼ / エンド-α-N-アセチルガラクトサミニダーゼ / Bifidobacterium bifidum / Bifidobacterium longum / lacto-N-biosidase / lacto-N-biose transporter / human milk oligosaccharide

研究概要

母乳栄養乳児にはビフィズス菌が優先的に生息する。従来より、母乳に含まれているオリゴ糖(ヒトミルクオリゴ糖)成分が、ビフィズス菌の選択的増殖に関わるとされていたが、長い間そのメカニズムは明らかでなかった。研究代表者は、本研究において、ある種のビフィズス菌がヒトミルクオリゴ糖を特異的に分解する経路を有することを見出し、その経路上にある酵素の構造や機能を明らかにした。また、単離した酵素を改変することで、ミルクオリゴ糖の合成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Analyses of bifidobacterial glycosidases involved in the metabolism of oligosaccharides. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K., Katayama, T., Kitaoka, M., Fushinobu, S.
  • 雑誌名: Bioscience and Microflora 29(1) ページ: 23-30
  • NAID: 10026975142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analyses of bifidobacterial glycosidases involved in the metabolism of oligosaccharides (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Katayama, Kitaoka, Fushinobu
  • 雑誌名: Bioscience and Microflora 29 ページ: 23-30
  • NAID: 10026975142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of GH101 endo-α-N-acetylgalactosaminidase from Bifidobacterium longum. (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, R., Katayama, T., Fushinobu, S., Kitaoka, M., Kumagai, H., Wakagi, T., Shoun, H., Ashida, H., Yamamoto, K.
  • 雑誌名: J. Appl. Glycosci. 56 ページ: 105-110
  • NAID: 10025409021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of inverting glycoside hydrolases into catalysts for synthesizing glycosides employing a glycosynthase technology. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kitaoka, M., Honda, Y., Fushinobu, S., Hidaka, M., Katayama, T., Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Trends in Glycoscience and Glycotechnology. 21(117) ページ: 23-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two distinctα-L-fucosidases from Bifidobacterium bifidum are essential for the utilization of fucosylated milk oligosaccharides and glycoconjugates. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ashida, H., Miyake, A., Kiyohara, M., Wada, J., Yoshida, E., Kumagai, H., Katayama, T., Yamamoto, K
  • 雑誌名: Glycobiology 19(9) ページ: 1010-1017
• [雑誌論文] Crystallographic and mutational analyses of substrate recognition of endo-α-N-acetylgalactosaminidase from Bifidobacterium longum. (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, R., Katayama, T., Kitaoka, M., Kumagai, H., Wakagi, T., Shoun, H., Ashida, H., Yamamoto, K. Fushinobu, S.
  • 雑誌名: J. Biochem. 146(3) ページ: 389-398
  • NAID: 10026303375
• [雑誌論文] Two distinct α-L-fuxosidases from Bifidobacterium bifidum are essential for the utilization of fucosylated milk oligosaccharides and glycoconjugates (2009)
  • 著者名/発表者名: Ashida, Miyake, Kiyohara, Wada, Yoshida, Kumagai, Katayama, Yamamoto
  • 雑誌名: Glycobiology 19 ページ: 1010-1017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallographic and mutational analyses of substrate recognition of endo-α-N-acetylgalactosaminidase from Bifidobacterium longum (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Katayama, Kitaoka, Kumagai, Wakagi, Shoun, Ashida, Yamamoto, Fushinobu
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 146 ページ: 389-398
  • NAID: 10026303375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functions of novel glycosidases isolated from bifidobacteria. (2008)
  • 著者名/発表者名: Katayama, T., Wada, J., Fujita, K., Kiyohara, M., Ashida, H., Yamamoto, K.
  • 雑誌名: J. Appl. Glycosci. 55 ページ: 101-109
  • NAID: 10020738602
• [雑誌論文] 1, 2-α-L-Fucosynthase: A glycosynthse derived from an invertingα-glycosidase with an unusual reaction mechanism. (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, J., Honda, Y., Nagae, M., Kato, R., Wakatsuki, S., Katayama, T., Taniguchi, H., Kumagai, H., Kitaoka, M., Yamamoto, K.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 582 ページ: 3739-3743
• [雑誌論文] Bifidobacterium bifidum lacto-N-biosidase, a critical enzyme for the degradation of human milk oligosaccharides with a type-1 structure. (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, J., Ando, T., Kiyohara, M., Ashida, H., Kitaoka, M., Yamaguchi, M., Kumagai, H., Katayama, T., Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Appl. Environ. Microbiol. 74(13) ページ: 3996-4004
• [雑誌論文] Structural and thermodynamic analyses of solute-binding protein from Bifidobacterium longum specific for core 1 disaccharide and lacto-N-biose I. (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, R., Wada, J., Katayama, T., Fushinobu, S., Wakagi, T., Shoun, H., Sugimoto, H., Tanaka, A., Kumagai, H., Ashida, H., Kitaoka, M., Yamamoto, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 283(19) ページ: 13165-13173
• [雑誌論文] Structural and thermodynamic analyses of solute-binding protein from Bifidobacterium longum specific for Core 1 disaccharide and lacto-N-biose (2008)
  • 著者名/発表者名: Ryuichiro Suzuki, et.al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 283 ページ: 13615-16173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bifidobacterium bifidum lacto-N-biosidase, a critical enzyme for the degradation of human milk oligosaccharides with a type 1 structure (2008)
  • 著者名/発表者名: Jun Wada, et.al.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 74 ページ: 3996-4004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functions of novel glycosidases isolated from bifidobacteria (2008)
  • 著者名/発表者名: Takane Katayama, et.al.
  • 雑誌名: Journal of Applied Glycosciences 55 ページ: 101-109
  • NAID: 10020738602
• [学会発表] ビフィズス菌由来1, 2-α-L-フコシダーゼを用いたヒトミルクオリゴ糖2'-フコシルラクトースの合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片山高嶺、和田潤、本多裕司、長江雅倫、加藤龍一、若槻壮市、谷口肇、熊谷英彦、北本光、山本憲二
  • 学会等名: 2009年度乳酸菌・腸内細菌工学研究部会講演会
  • 発表場所: 加賀観光ホテル
  • 年月日: 2009-05-15
• [学会発表] ビフィズス菌由来1,2-α-L-フコシダーゼを用いたヒトミルクオリゴ糖2-フコシルラクトースの合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 片山高嶺、和田潤、本多裕司、長江雅倫、加藤龍一、若槻壮市、谷口肇、熊谷英彦、北岡本光、山本憲二
  • 学会等名: 2009年度乳酸菌・腸内細菌工学研究部会講演会
  • 発表場所: 加賀観光ホテル
  • 年月日: 2009-05-15
• [学会発表] Bifidobacterium bifidumが分泌する特異的なα-1, 3/4-L-fucosidaseの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三宅章子、清原正志、和田潤、片山高嶺、芦田久、山本憲二
  • 学会等名: 2009年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] A unique pathway in bifidobacteria for the degradation of human milk oligosaccharides (2008)
  • 著者名/発表者名: Takane Katayama
  • 学会等名: The 11^<th> Swiss-Japanese Joint Meeting on Biotechnology and Bioprocess Development
  • 発表場所: Minusio, Switzerland
  • 年月日: 2008-10-28
• [学会発表] ビフィズス菌のヒトミルクオリゴ糖資化経路 (2008)
  • 著者名/発表者名: 和田潤、清原正志、片山高嶺、芦田久、鈴木龍一郎、伏信進矢、熊谷英彦、北岡本光、山本憲二
  • 学会等名: 2008年日本糖質学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2008-08-19
• [学会発表] ビフィズス菌のヒトミルクオリゴ糖資化経路 (2008)
  • 著者名/発表者名: 和田潤
  • 学会等名: 日本糖質学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2008-08-19
• [学会発表] ヒトミルクオリゴ糖に作用するビフィズス菌のグリコシダーゼ (2008)
  • 著者名/発表者名: 片山高嶺、和田潤、山本憲二、芦田久、清原正志
  • 学会等名: 2008年度日本乳酸菌学会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館
  • 年月日: 2008-07-15
• [学会発表] ヒトミルクオリゴ糖に作用するビフィズス菌のグリコシダーゼ (2008)
  • 著者名/発表者名: 片山高嶺
  • 学会等名: 日本乳酸菌学会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館
  • 年月日: 2008-07-15