研究課題
母乳栄養児の腸管には、ビフィズス菌優勢な細菌叢（ビフィズスフローラ）が形成される。申請者は、このビフィズスフローラ形成には人乳に含まれるオリゴ糖成分が関与していることを明らかとしてきた。乳児に生息するビフィズス菌には、母乳オリゴ糖を資化する経路が特異的に存在しているのである。母乳オリゴ糖は、100種類以上の分子種からなるが、このうち最も多く含まれるコアオリゴ糖がラクト-N-テトラオースである。本オリゴ糖は人乳に特異的であり、他の霊長類の乳には全く存在しないか、存在しても微量であることが知られている。興味深いことに、これまでに単離されたビフィズス菌のすべての種および株は、ラクト-N-テトラオースを資化することが可能であるが、他の母乳オリゴ糖は種や株によっては利用することが出来ない場合がほとんどである。すなわち、ラクト-N-テトラオースは最もビフィズス菌増殖促進因子としての効果が高いことが予想される。平成30年度においては、ラクト-N-テトラオースの精密酵素合成法を開発することを目指した。その結果、ガラクト-N-ビオース/ラクト-N-ビオースIホスホリラーゼの活性中心付近に欠失・挿入・置換変異を導入することで、ガラクトース1-リン酸とラクト-N-トリオースIIからラクト-N-テトラオースを合成することが可能となった。なお、本合成反応において遊離するリン酸を他の反応で消費させることにより反応平衡を偏らせることが可能であり、添加したラクト-N-トリオースIIの100%をラクト-N-テトラオースに変換させることに成功した。近年、欧米において調製乳への母乳オリゴ糖添加が始まっており、本成果は、より人乳に近い調整乳を開発する上で重要な基盤となると考えられる。
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