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2022 年度 実績報告書

低加圧二酸化炭素マイクロバブルによる殺菌におけるアポトーシス誘導の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K05896
研究機関日本獣医生命科学大学

研究代表者

小林 史幸  日本獣医生命科学大学, 応用生命科学部, 准教授 (50460001)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード低加圧二酸化炭素マイクロバブル / 殺菌 / DNA / タンパク質
研究実績の概要

35、40および45℃で低加圧二酸化炭素マイクロバブル(CO2MB)により処理したSaccharomyces pastorianusの細胞内タンパク質およびDNAへの影響を検討した。
CO2MB処理したS. pastorianus細胞からタンパク質を抽出してSDS-PAGEを行うと、可溶性タンパク質のバンド濃度は減少し、不溶性タンパク質が増加した。そのうちの1つのバンドを切り出してペプチドマッピングを行い、マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間質量分析計(MALDI-TOFMS)により同定した結果、解糖系酵素の1つであるglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)と特定した。さらに、SDS-PAGEにおけるGAPDHのバンド濃度はCO2MB処理の温度および時間に伴い減少した。しかしながら、S. pastorianus細胞内のGAPDH活性は35および40℃でのCO2MB処理において短時間で高まったが、処理時間に伴い低下した。さらに、45℃でのCO2MB処理では短時間で低下した。
CO2MB処理したS. pastorianus細胞から抽出したDNA濃度は、35℃では未処理と変わらなかったが、処理温度を40および45℃に上げると減少した。さらに、抽出したDNAの脱塩基はCO2MB処理の温度および時間に伴い増加したため、細胞内で活性酸素を生じたことが示唆された。一方、DNA酸化損傷マーカーである 8-hydroxy-2’-deoxyguanosineの発生はDNA濃度と同様の傾向を示したため、CO2MB処理の影響を受けないと推察された。
以上の結果から、CO2MBによりS. pastorianusの細胞内タンパク質の変性およびDNAの一部の酸化的損傷を引き起こすことが明らかとなった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The correlation between denaturation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and inactivation of <i>Saccharomyces pastorianus</i> cells by pressurized carbon dioxide microbubbles2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Konomi、Kobayashi Fumiyuki、Narai-Kanayama Asako、Odake Sachiko
    • 雑誌名

      Letters in Applied Microbiology

      巻: 76 ページ: accepted

    • DOI

      10.1093/lambio/ovad043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between intracellular protein denaturation and irreversible inactivation of <i>Saccharomyces pastorianus</i> by low‐pressure carbon dioxide microbubbles2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Fumiyuki、Nemoto Kaho、Narai‐Kanayama Asako、Katayama Kinya、Odake Sachiko
    • 雑誌名

      Biotechnology Progress

      巻: 38 ページ: e3287

    • DOI

      10.1002/btpr.3287

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 食の安全・安心科学-食品製造現場・食品にかかわる微生物汚染とその対策- [15]マイクロバブルを利用した微生物制御と食品衛生分野への応用2022

    • 著者名/発表者名
      小林史幸
    • 雑誌名

      日本防菌防黴学会誌

      巻: 50 ページ: 247-254

  • [学会発表] 二酸化炭素マイクロバブルがSaccharomyces pastorianusのタンパク質およびDNAに及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      髙橋このみ、小林史幸、奈良井朝子、白石純一、太田能之、小竹佐知子
    • 学会等名
      日本食品科学工学会関東支部大会
  • [備考] 二酸化炭素マイクロバブルによる殺菌は細胞内酵素の失活が関わっている

    • URL

      https://www.nvlu.ac.jp/news/20220921-1.html/

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公開日: 2023-12-25  

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