| 研究課題/領域番号 |
18K05540
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
西尾 俊幸 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (10256836)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 機能性オリゴ糖 / プレバイオティクス / 新規オリゴ糖 / スクロースアナログ / ビフィズス菌 / 細菌増殖効果 / β-フルクトフラノシだーぜ / スクロースホスホリラーゼ |
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| 研究実績の概要 |
各種グリコシダーゼの糖転移作用を利用して合成することに成功した４種類の新規スクロースアナログ２糖（SADS)のプレバイオティクス機能を評価するため、８種のビフィズス菌と３種の乳酸菌に対する増殖効果を調べた。その結果、これらの２糖が数種のビフィズス菌を特異的に増殖させることを明らかにした。SADSで増殖が確認されたビフィズス菌の１つであるビフィドバクテリウム・インファンティスはプロバイオティクスとして注目されている菌である。このことから、我々の合成したSADSは新しいタイプのプレバイオティクになる可能性が示唆された。
細菌がオリゴ糖を栄養源として資化し増殖するためには、それらを酵素作用によって単糖に分解する必要がある。そこで、オリゴ糖分解酵素生産の有無の観点から上記の現象について調べることにした。その結果、ビフィドバクテリウム・インファンティスとビフィドバクテリウム・シュードカテニュラータムを用いた実験から、これらの菌はSADSを分解するためにβ-フルクトフラノシダーゼを生産し利用しており、また、スクロースを分解するためにはスクロースホスホリラーゼを生産し利用していることが明らかとなった。また、β-フルクトフラノシダーゼはジオーキシ機構により生産される誘導酵素であることが分かった。ビフィドバクテリウム・シュードカテニュラータムについて、これらの酵素を精製しそのアミノ酸配列情報を確認した。これを基に、SADSを資化できない他の菌に関しても同酵素の遺伝子の有無を調べたところ、同様の酵素の遺伝子が確認された。このことから、SADSを資化して増殖できるかどうかは、β-フルクトフラノシダーゼの発現能力の違いに起因することが示された。現在、本研究結果については原著論文を投稿中である。今後は、ビフィドバクテリウム・インファンティスの酵素について精製し、それらの調査を行うつもりである。
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| 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
当初予定していた通りに、昨年度は新規な４種類のスクロースアナログ２糖（SADS）に関して種々のヒト腸内善玉菌（各種のビフィズス菌と乳酸菌）に対する増殖効果を調べることができた。この結果から、これらの２糖が、既存のプレバイオティクスオリゴ糖とは異なり、プロバイオティクスとして注目されているビフィズス菌であるビフィドバクテリウム・インファンティスを特異的に増殖させる機能があることが分かった。このことは、SADSを新しいタイプのプレバイオティクスとして開発できる可能性を示すものである。また、まだ道半ばではあるが、このようなSADSのビフィズス菌に対する種特異的増殖効果が、それらの菌が生産するオリゴ糖分解酵素（β-フルクトフラノシダーゼなど）の生産能力の違いに起因していることが分かってきた。これについては、様々なビフィズス菌を用いてさらに研究を続行し、その相関がもっと明確に言えるようにして行きたいと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、スクロースアナログ２糖（SADS）を資化し増殖することが確認されたビフィドバクテリウム・インファンティスの各種オリゴ糖分解酵素（β-フルクトフラノシダーゼ、スクロースホスホリラーゼ、その他）について、それらを各種のカラムクロマトグラフィーによって精製し、酵素科学的な諸性質について詳細な調査を行うとともに、それらの発現メカニズムについてもできる限り調べて行く予定である。
また、本研究の当初からの目的の一つであった「ヒト腸内由来の各種の日和見菌と悪玉菌によるSADSの資化とそれに伴うこれらの菌の増殖」、「各種のヒト腸内細菌の混合培養条件下でのSADS添加によるフローラ変化」、「ラットなどの小動物を用いたSADS摂取による腸内細菌のフローラ変化」に関する実験についても、できるだけ取り組んで行きたいと考えている。腸内細菌フローラ変化の解析については、分析業務を請け負っている機関への業務委託も視野に入れて迅速に進めてゆきたいと考えている。
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