2016 年度実施状況報告書

カビの増殖をトリガーとした抗カビ活性物質オートリリースシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号	15K15247
研究機関	国立研究開発法人産業技術総合研究所
研究代表者	山口宗宏国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (60358231)
研究分担者	佐々木正秀国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究グループ長 (60357126) 清水弘樹国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (30344716) 西村麻里江国立研究開発法人農業生物資源研究所, 植物科学研究領域, 主任研究員 (30370670)
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード	抗カビシステム / 機能性表面 / 衛生 / 酵素反応 / 菌類
研究実績の概要	本研究は、カビが放出する酵素がトリガーとなって、人体に無毒な抗カビ活性物質を必要時に必要量、必要な場所に放出し、カビの増殖を効果的に抑制するシステムを開発するものである。抗カビ活性物質を再現性よく均一に固定化することは、その後の活性試験の評価の信ぴょう性の重要な要素となる。昨年度は、ガラス表面への均一な物質固定化方法について検討したが、平面基板上への生物活性物質のモデルである蛍光物質の固定において、良好な均一性、再現性が得られず、定量的な検討を行うことが出来なかった。そこで、シリカゲル上に化合物を固定化する検討を進めた。蛍光官能基であるダンシル基を固定化したところ、定性的には固定化されていることが確認できたが、定量分析は困難であった。種々検討した結果、96穴プレートで表面が活性エステル基修飾されているものが市販されていたので、これに抗カビ活性が認められた4種類の天然由来の化合物を0.2pg/ml～2mg/mlで処理することで固定化し、抗カビや殺カビ効果実験をおこなった。しかし、全ての場合で抗カビや殺カビ効果は得られなかった。これは、96穴プレート表面の活性エステル基の密度が十分でなかったためと考えられた。そこで現在は、より化合物濃度が調整可能なペプチドや核酸合成で利用される固相レジンを使った実験を計画、遂行中である。また、抗カビの生化学的な研究として、アミノ基を持つ化合物の添加効果について検討を進め、培地に添加することでイネいもち病菌ではアミダーゼ遺伝子の発現が2倍以上に増加することを見出した。つまり、アミノ結合により抗菌性化合物を結合した表面に対してアミダーゼが作用し、抗菌性化合物が遊離することが期待できると考えられた。また、本研究で主に用いている天然由来の食品添加物の一種である抗菌性化合物に対する糸状菌の遺伝子応答を解析中である。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由ガラスやシリカゲル、96穴プレートへのモデル化合物であるダンシルの定量的な固定化や実際の生物活性物質による実験では、好ましい結果を得ることができなかった。しかし、必要密度や濃度の検討とそれに即した固体マテリアルの選別が進んだこと、また官能基存在条件下でのアミダーゼ発現の知見など、目的に向かった結果を得ることに成功した。
今後の研究の推進方策	実験系として、固定化マテリアルとして、ペプチドや核酸合成で利用される固相レジンを使った実験を計画中である。また、官能基によるアミダーゼ発現の増加の結果を踏まえて、抗菌活性を有する短鎖ペプチド体の利用を新たに計画した。
次年度使用額が生じた理由	固体マテリアルへの定量的な化合物提示の検証に困難を見たため、予定していた酵素による化合物リリース実験数が少なくなり、また天然抽出物からの抗カビ活性物質の探索に関しては官能基レベルでの生化学知見から早々にメドがついたことなどから、これらの実験で当初計画していた消耗品の購入などが抑えられた。
次年度使用額の使用計画	平成28年度には、これまでの研究で得た知見から固定化実験系の確立と、また当初予定を再検討して利用する化合物として新たにペプチド体の利用を視野に入れた実験を進める。また、研究分担者の見直しをおこない、課題重点的に研究を進める予定である。次年度使用額が約100万円となっているが、研究を加速させるために補助員の雇用として80万、試薬や材料などの消耗品に20万円充てる予定である。