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2016 年度 実績報告書

ビフィズス菌の糖質分解酵素を介した新規定着メカニズムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 15H06581
研究機関北里大学

研究代表者

西山 啓太  北里大学, 薬学部, 助教 (40756029)

研究期間 (年度) 2015-08-28 – 2017-03-31
キーワードビフィズス菌 / シアリダーゼ / 付着因子 / ムチン / ミルクオリゴ糖 / 定着
研究実績の概要

ビフィズス菌は,乳児から成人の大腸に棲息する嫌気性細菌である。ビフィズス菌の宿主腸管における生存戦略として,腸粘膜への付着性と糖の資化性が重要な鍵を握っていると考えられている。本研究では,Bifidobacterium bifidumの細胞外提示型のシアリダーゼに着目し,付着因子と栄養獲得因子の両面からその役割について解析することで,シアリダーゼを介した宿主腸管への定着機構の解明を目的とする。
B. bifidumのシアリダーゼ変異株を作製し,ヒトミルクオリゴ糖やムチンオリゴ糖を糖源として生育試験を行ったところ,野生株と比較しシアリダーゼ変異株の生育が低下した。また,シアリルラクトースや酸性ムチン糖鎖を糖源とした場合,その差がより顕著に認められた。さらに,B. bifidumのムチンへの付着性を検討したところ,シアリダーゼ変異株において顕著に低下した。これらの結果から,シアリダーゼがミルクやムチンに含まれる難分解性のシアリル化糖鎖を切断することで効率的な資化に寄与すること,さらに付着因子として機能すると考えられた。
次に組換えシアリダーゼタンパク質を用いて相互作用解析を行った。シアリダーゼは,ムチンに対して濃度依存的に結合したが,シアリダーゼの中央に保存されるNeuraminidase domainを欠損すると顕著に結合が低下した。興味深いことに,酵素活性阻害剤の添加はシアリダーゼの結合性に殆ど影響しないことから,酵素活性は結合に必須ではなく糖鎖の切断と結合は異なる過程で生じると考えられた。そこで,糖鎖アレイにより結合エピトープ解析を行ったところ,6'-シアリルガラクトースに結合することに加え,血液型糖鎖に対しても結合する性質をもつことを見出した。
以上の結果は,シアリダーゼが付着性と栄養獲得というビフィズス菌の生存に重要な役割を担う因子であることを示している。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Anchorless cell surface proteins function as laminin-binding adhesins in Lactobacillus rhamnosus FSMM222017

    • 著者名/発表者名
      Aryantini NP, Kondoh D, Nishiyama, K, Yamamoto Y, Mukai T, Sujaya IN, Urashima T, Fukuda K
    • 雑誌名

      FEMS Microbiol. Lett.

      巻: 364 ページ: -

    • DOI

      10.1093/femsle/fnx056.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adhesion properties of a putative polymorphic fimbrial subunit protein from Bifidobacterium longum subsp. longum2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki K, Nishiyama K, Miyajima H, Osawa R, Yamamoto Y, Mukai T
    • 雑誌名

      Biosci Microbiota Food Health

      巻: 35 ページ: 19-27

    • DOI

      10.12938/bmfh.2015-015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lactobacillus rhamnosus GG SpaC pilin subunit binds to the carbohydrates moieties of intestinal glycoconjugates2016

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama K, Ueno S, Sugiyama M, Yamamoto Y, Mukai T.
    • 雑誌名

      Anim. Sci. J.

      巻: 87 ページ: 809-815

    • DOI

      10.1111/asj.12491

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adhesion Properties of Lactic Acid Bacteria on Intestinal Mucin2016

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama K, Sugiyama M, Mukai T
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 4 ページ: 34

    • DOI

      10.3390/microorganisms4030034

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 乳酸菌によるカンピロバクターの感染予防とその作用機序の解明に向けた研究2016

    • 著者名/発表者名
      西山啓太,向井孝夫.
    • 雑誌名

      畜産技術

      巻: 730 ページ: 2-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 乳酸菌の腸粘膜への定着機構2016

    • 著者名/発表者名
      西山啓太,向井孝夫.
    • 雑誌名

      日本農芸化学会誌 化学と生物

      巻: 54 ページ: 471-477

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lactobacillus 属やBifidobacterium 属の宿主腸粘膜への付着性に関わるアドヘシンとその分子機構2016

    • 著者名/発表者名
      西山啓太,向井孝夫
    • 雑誌名

      日本乳酸菌学会誌

      巻: 27 ページ: 176-186

    • 査読あり
  • [学会発表] Bifidobacterium bifidumにおけるシアリダーゼは宿主との相互作用を促進し糖の資化をサポートする2017

    • 著者名/発表者名
      西山啓太,山本裕司,杉山真言,篠原有香,浦島匡,吹谷智,横田篤,岡田信彦,向井孝夫
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学(京都)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] ビフィズス菌の糖質分解酵素を介した宿主定着機構2016

    • 著者名/発表者名
      西山啓太
    • 学会等名
      第99回 日本細菌学会関東支部総会
    • 発表場所
      北里大学・コンベンションホール(東京)
    • 年月日
      2016-10-07 – 2016-10-07
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト便由来Bifidobacterium longum subsp. longumのFimA線毛の多型がムチンへの付着性に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      鏡谷竹生,西山啓太,鈴木謙太,鈴木徹,大澤朗,山本裕司,向井孝夫
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会2016年度大会
    • 発表場所
      北里大学・コンベンションホール(東京)
    • 年月日
      2016-07-09 – 2016-07-10
  • [学会発表] Lactobacillus gasseri の aggregation-promoting factor は 宿主への定着と Campylobacter jejuni の競合阻害に寄与する2016

    • 著者名/発表者名
      西山啓太,瀬戸泰幸,岡田信彦,山本裕司,向井孝夫
    • 学会等名
      第20回腸内細菌学会
    • 発表場所
      東京大学・伊藤国際学術研究センター(東京)
    • 年月日
      2016-06-09 – 2016-06-10
  • [備考]

    • URL

      http://www.pharm.kitasato-u.ac.jp/microbiology/

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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