コレステロール・澱粉分解能を付与した食品加工用細菌の開発研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10556019
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 室岡 義勝 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029882)
• 研究分担者: 小野 比佐好 大阪大学, 遺伝情報実験施設, 助手 (40224274) ; 山下 光雄 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40220347) ; 金子 嘉信 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90161182) ; 芦刈 俊彦 サントリー(株), 基礎研究所, 主席研究員
• キーワード: 乳酸菌 / プロピオン酸菌 / コレステロール酸化酵素 / デンプン分解能 / アミラーゼ遺伝子

研究概要

最近プロバイオティクスとして注目されている乳酸菌及びビタミンB12生産菌のプロピオン酸菌を効率よく育種する技術の開発、コレステロールの分解及びデンプン分解能を付与した多機能な食品用優良株の育種を目的に下記の研究を行った。
1.乳酸菌およびプロピオン酸菌へのコレステロール酸化機能の付与:
平成11年度に構築した乳酸菌用ベクターおよびプロピオン酸菌ベクターに放線菌由来のコレステロール酸化酵素遺伝子を組み込み、エレクトロポレーション法を用いて遺伝子を導入した。また、それぞれの細菌株で高発現するプロモーターを選択し、発現後、両生理活性細菌でのコレステロール酸化能を検討し、以下の結果を得た。
乳酸菌Lactobacillus plantarum,L.caseiにおいて初めてコレステロール酸化酵素を発現させた。またプロピオン酸菌のベクターを完成させプロピオン酸菌由来のプロモーターを4種類分離した。その内3種類は大腸菌およびプロピオン酸菌内で強い活性を持ちコレステロール酸化酵素活性も高発現した。
2.乳酸菌へのアミラーゼ分解活性の付与:
先に選択した乳酸菌株はデンプン分解能を持っていた。あるプラスミドの脱落株がデンプン分解能を欠くことから、アミラーゼ遺伝子がプラスミド上にコードされていると思われる。そこで、このプラスミドよりアミラーゼ遺伝子を大腸菌内にクローニングすることを試みたが分離できなかった。そこで、カビ由来のグルクアミラーゼ遺伝子を組換えて乳酸菌への導入を試みた。アミラーゼ活性を持つ乳酸菌のクローンが得られなかったことから、何らかの致死作用が考えられた。

研究成果

• [文献書誌] S.-H.Hong: "Molecular design of novel metal-binding oligomeric human metallothioneins."Applied Microbiology and Biotechnology. 54. 84-89 (2000)
• [文献書誌] H.Nakayama: "Ectoine, the compatible solute of Halomonas elongata, confers hyperosmotic tolerance in cultured tobacco cells."Plant Physiology. 122. 1239-1247 (2000)
• [文献書誌] P.Kiatpapan: "Characterization of pRGO1, a plasmid from Propionibacterium acidipropionici, and its use for development of a host-vector system in Propionibacteria."Applied and Environmental Microbiology. 66(11). 4688-4695 (2000)
• [文献書誌] P.Kiatpapan: "Molecular characterization of Lactobacillus plantarum genes for β-ketoacyl-acyl carrier protein synthase III (fabH) and acetyl coenzyme A carboxylase (accBCDA) which are essential for fatty acid biosynthesis."Applied and Environmental Microbiology. 67(1). 426-433 (2001)
• [文献書誌] S.-H.Hong: "High yield expression and single step purification of human thionein/metallothionein."Protein Expression and Purification. 21(1). 243-250 (2001)
• [文献書誌] Y.Murooka: "Genetic design of stable metal-binding biomolecules, oligomeric metallothioneins"Biocatalysis and Biotransformation. 9(3)(印刷中). (2001)
• [文献書誌] 鈴木孝仁 ら 編集: "微生物の資材化:研究の最前線"ソフトサイエンス社. 364 (2000)