新奇乳酸菌バクテリオシン群の生合成と抗菌作用の分子機構の解明とその展開

• 研究課題/領域番号: 24380051
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 善藤 威史 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (50380556)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2012年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
• キーワード: バクテリオシン / 抗菌ペプチド / 乳酸菌 / 細菌 / 応用微生物

研究成果の概要

新奇乳酸菌バクテリオシンの構造を解析し、エンテロシンNKR-5-3BやエンテロシンF4-9の構造を決定した。リーダーレスバクテリオシンであるラクティシンQ/Zおよび環状バクテリオシンであるロイコサイクリシンQなどの生合成遺伝子群を明らかにし、分泌や自己耐性を担う遺伝子を同定した。ラクティシンQの抗菌活性には、孔形成能だけでなく、標的細菌内でのヒドロキシルラジカルの蓄積とその除去能が関連していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Two putatively novel bacteriocins active against Gram-negative food borne pathogens produced by Weissella hellenica BCC 7293 (2015)
  • 著者名/発表者名: Woraprayote W, Pumpuang L, Tosukhowong A, Roytrakul S, Perez RH, Zendo T, Sonomoto K, Benjakul S, Visessanguan W
  • 雑誌名: Food Control 巻: 55 ページ: 176-184
  • DOI: 10.1016/j.foodcont.2015.02.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel bacteriocins from lactic acid bacteria (LAB): various structures and applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Perez RH, Zendo T, Sonomoto K
  • 雑誌名: Microb Cell Fact 巻: 13 号: S1
  • DOI: 10.1186/1475-2859-13-s1-s3
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene cluster responsible for secretion of and immunity to multiple bacteriocins, the NKR-5-3 enterocins (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi N, Himeno K, Masuda Y, Perez RH, Iwatani S, Zendo T, Wilaipun P, Leelawatcharamas V, Nakayama J, Sonomoto K
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 80 号: 21 ページ: 6647-6655
  • DOI: 10.1128/aem.02312-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bactericidal activity of nukacin ISK-1 : an alternative mode of action (2014)
  • 著者名/発表者名: Urmi Roy, Mohammad Riazul Islam, Jun-ichi Nagao, Hiroshi lida, Abdullah-Al-Mahin, Mengqi Li, Takeshi Zendo, Jiro Nakayama, and Kenji Sonomoto
  • 雑誌名: Bioscience Biotechnology and Biochemistry 巻: (印刷中) 号: 7 ページ: 1270-1273
  • DOI: 10.1080/09168451.2014.918485
  • 査読あり
• [雑誌論文] 乳酸菌バクテリオシンの探索と展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 須志田浩稔、 善藤威史、石橋直樹、園元 謙二
  • 雑誌名: 食品と開発 巻: 49 ページ: 4-6
• [雑誌論文] 乳酸菌が生産する抗菌ペプチド (2014)
  • 著者名/発表者名: 石橋直樹、須志田浩稔、善藤威史、園元謙二
  • 雑誌名: フレグランスジャーナル 巻: 42 ページ: 35-40
• [雑誌論文] Biological function of a DUF95 superfamily protein involved in the biosynthesis of a circular bacteriocin, leucocyclicin Q. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mu F, Masuda Y, Zendo T, Ono H, Kitagawa H, Ito H, Nakayama J, Sonomoto K
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng 巻: 117 号: 2 ページ: 158-164
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2013.06.023
  • NAID: 110009804066
  • 査読あり
• [雑誌論文] 乳酸菌バクテリオシンの探索と利用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 善藤威史、石橋直樹、園元謙二
  • 雑誌名: 日本乳酸菌学会誌 巻: 25 ページ: 24-33
  • NAID: 130005085091
• [雑誌論文] Bifunctional gene cluster, lnqBCDEF, mediates bacteriocin production and immunity with differential genetic requirements (2013)
  • 著者名/発表者名: Shun Iwatani, Yuko Horikiri, Takeshi Zendo,Jiro Nakayama & Kenji Sonomoto
  • 雑誌名: Applied Enivironmental Microbiology 巻: 79 号: 7 ページ: 2446-2449
  • DOI: 10.1128/aem.03783-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identmcation and characterization of novel muitiplc bacteriocins produced by Lactobacillus sakei D98 (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Sawa, N. Ishibashi, et al.
  • 雑誌名: Journal of Applied Microbiology 巻: 115 号: 1 ページ: 61-69
  • DOI: 10.1111/jam.12226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening and Characterization of Novel Bacteriocins from Lactic Acid Bacteria (2013)
  • 著者名/発表者名: Zendo T
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 77 号: 5 ページ: 893-899
  • DOI: 10.1271/bbb.130014
  • NAID: 10031177571
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lethal hydroxyl radical accumulation by a lactococcal bacteriocin, lacticin Q. (2013)
  • 著者名/発表者名: Li M, Yoneyama F, Toshimitsu N, Zendo T, Nakayama J, Sonomoto K
  • 雑誌名: Antimicrob Agents Chemother 巻: 57 号: 8 ページ: 3897-3902
  • DOI: 10.1128/aac.00638-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] 乳酸菌バクテリオシン―探索から応用まで― (2013)
  • 著者名/発表者名: 石橋直樹、善藤威史、園元謙二
  • 雑誌名: 乳酸菌ニュース 巻: 481 ページ: 5-10
• [雑誌論文] Purification and Characterization of Multiple Bacteriocins and an Inducing Peptide Produced by <i>Enterococcus faecium</i> NKR-5-3 from Thai Fermented Fish (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Ishibashi, et al
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 76 号: 5 ページ: 947-953
  • DOI: 10.1271/bbb.110972
  • NAID: 10030752811
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring of the multiple bacteriocin production by Enterocoggus faecium NKR-5-3 through a developed liquid chromatography and mass spectrometry-based quantification system. (2012)
  • 著者名/発表者名: R. H. Perez, et al
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 114 号: 5 ページ: 490-496
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.06.003
  • NAID: 110009553579
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Enterocin NKR-5-3C, a Novel Class IIa Bacteriocin Produced by a Multiple Bacteriocin Producer, <i>Enterococcus faecium</i> NKR-5-3 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. H imeno, et al
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 76 号: 6 ページ: 1245-1247
  • DOI: 10.1271/bbb.120089
  • NAID: 10030818630
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the genes involved in the secretion and self-immunity of lacticin Q, an unmodified leaderless bacteriocin from Lactococcus lactis QU 5 (2012)
  • 著者名/発表者名: Shun Iwatani et al.
  • 雑誌名: Microbiology 巻: 158 号: 12 ページ: 2927-2935
  • DOI: 10.1099/mic.0.062943-0
  • 査読あり
• [学会発表] 環状バクテリオシン enterocin NKR-5-3B 生合成における環状化部位のアミノ酸残基の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉野春貴、Perez RH、石橋直樹、善藤威史、中山二郎、園元謙二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-27
• [学会発表] Elucidation of action and immunity mechanisms of a circular bacteriocin, leucocyclicin Q (2014)
  • 著者名/発表者名: Lim Y, Mu F, Ishibashi N, Zendo T, Sonomoto K
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] リーダーレスバクテリオシン、ラクティシンQの生合成および抗菌機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 善藤威史、緒方詩保、Li M、石橋直樹、益田時光、岩谷 駿、米山史紀、園元謙二
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] 特異的な抗菌スペクトルを有するラクトコッシンQの生合成機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石橋直樹、善藤威史、園元謙二
  • 学会等名: 第66回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] 乳酸菌が生産する抗菌ペプチド、バクテリオシン ―探索から応用まで― (2014)
  • 著者名/発表者名: 善藤威史
  • 学会等名: 食香粧研究会シンポジウム
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス
  • 年月日: 2014-09-05
  • 招待講演
• [学会発表] Antimicrobial biodegradable food packaging impregnated with bacteriocin 7293, a novel bacteriocin produced by Weissella hellenica BCC 7293 (2014)
  • 著者名/発表者名: Woraprayote MR, Pumpuang L, Tosukhowong A, Roytrakul S, Zendo T, Sonomoto K, Benjakul S, Visessanguan W
  • 学会等名: The 11th Symposium on Lactic Acid Bacteria
  • 発表場所: Egmond aan Zee, The Netherlands
  • 年月日: 2014-08-31 – 2014-09-04
• [学会発表] Characterization of biosynthetic enzymes and antibacterial action of lantibiotic nukacin ISK-1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Sonomoto K, Nishie M, Zheng S, Nagao J, Zendo T
  • 学会等名: 4th International Symposium on Antimicrobial Peptides
  • 発表場所: Lorient, France
  • 年月日: 2014-06-05
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization of an ABC transporter (Ent53T) for secretion of multiple bacteriocins, enterocins NKR-5-3 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi N, Sushida H, Zendo T, Sonomoto K
  • 学会等名: 4th International Symposium on Antimicrobial Peptides
  • 発表場所: Lorient, France
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [学会発表] Identification of novel multiple bacteriocins produced by Lactobacillus sakei D98 (2014)
  • 著者名/発表者名: Zendo T, Sawa N, Koga S, Okamura K, Ishibashi N, Sonomoto K
  • 学会等名: 4th International Symposium on Antimicrobial Peptides
  • 発表場所: Lorient, France
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [学会発表] マルチプルバクテリオシンの生合成機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 須志田浩稔、石橋直樹、 Perez RH、松本南帆、善藤威史、園元謙二
  • 学会等名: 酵素工学研究会第７1 回講演会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス 稲盛ホール
  • 年月日: 2014-04-16
• [学会発表] 多成分バクテリオシンの分泌を担うトランスポーターの基質認識機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 須志田浩稔、石橋直樹、善藤威史、中山二郎、園元謙二
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 明治大学
• [学会発表] Lactobacillus sakei D98が生産する新奇バクテリオシン群の精製および構造と特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 沢 稔彦、古賀祥子、岡村かすみ、石橋直樹、 善藤威史、園元謙二
  • 学会等名: 日本乳酸菌学会2013年度大会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 乳酸菌における多成分バクテリオシンの生産機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石橋直樹、松本南帆、姫野康平、R.H. Perez、 善藤威史、P. Wilaipun、中山二郎、園元謙二
  • 学会等名: 日本乳酸菌学会2013年度大会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 多成分バクテリオシンの分泌機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石橋直樹、善藤威史、中山二郎、園元謙二
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] Elucidation of the biosynthetic mechanism of the circular bacteriocin, enterocin NKR-5-3 (2013)
  • 著者名/発表者名: R.H. Perez、井上朋子、姫野康平、石橋直樹、善藤威史、中山二郎、園元謙二
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] 乳酸菌バクテリオシン：ナイシンの実用化に始まる波及効果、そして新たな探索の時代へ (2013)
  • 著者名/発表者名: 善藤威史、園元謙二
  • 学会等名: 第65回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] 乳酸菌バクテリオシンの探索と利用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 善藤威史、園元謙二
  • 学会等名: 日本乳酸菌学会秋季セミナー
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 招待講演
• [学会発表] 乳酸菌の生産するバクテリオシンについて (2012)
  • 著者名/発表者名: 善藤威史
  • 学会等名: 第1回酵母・乳酸菌の新しい利用方法を考える研究会
  • 発表場所: 信州科学技術睇合振興センター(長野市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-10
• [学会発表] Screening and identification of novel bacteriooins produced by lactic acid bacteria (2012)
  • 著者名/発表者名: Gong X., et al
  • 学会等名: 第64回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(神戸市)
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] Identification and characterization of leucocyclicin Q, a novel circular bacteriocin produced by Leuconostoc mesenteroides TK41401 (2012)
  • 著者名/発表者名: Zendo T., et al
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Antimicrobial Peptides : Today knowledge and future applications
  • 発表場所: Universite Lille 1 (Lille、フランス)
  • 年月日: 2012-06-13
• [学会発表] 新奇乳酸菌バクテリオシンの探索とその構造と機能に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 善藤威史
  • 学会等名: 日本農芸化学会西日本支部例会
  • 発表場所: キリンビアパーク福岡(朝倉市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-04
• [図書] 食品分野における微生物制御技術の最前線（新奇乳酸菌バクテリオシンの探索とその可能性） (2014)
  • 著者名/発表者名: 須志田浩稔、石橋直樹、善藤威史、園元謙二
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 新しい乳酸菌の機能と応用（乳酸菌が産生する抗菌ペプチド） (2013)
  • 著者名/発表者名: 澤 稔彦、善藤威史、 園元謙二
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] 九州大学 研究者情報
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002978/
• [備考] 乳酸菌が生産する抗菌性ペプチド、バクテリオシンに関する研究
  • URL: http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/microbt/bacteriocin.html