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生薬・漢方薬には様々なC－配糖体が含まれており、腸内細菌による配糖体の代謝は、漢方薬の薬効発現と密接に関わっていると考えられている。本研究は、生薬「カッコン」に含まれるC－配糖体「プエラリン」を用い、腸内細菌由来C－配糖体代謝酵素群の同定とC－配糖体代謝酵素の機能解析を目的とした。
プエラリンからダイゼインへの代謝は、中間体（プエラリン糖3位酸化物）を経る数段階の代謝反応であり、複数の酵素がプエラリン代謝に関与することを明らかにしている。2015年度は、プエラリンをプエラリン糖3位酸化物に代謝する酵素（プエラリン酸化酵素）の大腸菌発現系の構築と酵素の機能解析を行った。そこで2016年度は、プエラリン糖3位酸化物をダイゼインに代謝する酵素（プエラリン酸化物代謝酵素）について、大腸菌発現系の構築と酵素の機能解析を行った。具体的には、プエラリン酸化物代謝酵素の部分アミノ酸配列情報を基にプライマーを設計し、PCRによる遺伝子の増幅、ベクターへのライゲーション、得られたベクターの大腸菌への導入により、プエラリン酸化物代謝酵素の大腸菌発現系を構築した。大腸菌に発現させたプエラリン酸化物代謝酵素を精製し、プエラリンまたはプエラリン糖3位酸化物を基質に酵素反応を行った。その結果、プエラリン糖3位酸化物はアグリコンのダイゼインに代謝されたが、プエラリンは代謝を受けなかった。そこで、プエラリン酸化酵素とプエラリン酸化物代謝酵素の混合物を用い、プエラリンを基質に酵素反応を行った結果、プエラリンはダイゼインに代謝された。
本研究では、プエラリン酸化酵素、プエラリン酸化物代謝酵素の大腸菌発現系をそれぞれ構築した。また、プエラリン酸化酵素、プエラリン酸化物代謝酵素の組合せにより、プエラリンC－配糖体代謝反応が進行することを明らかにした。
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