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腸内細菌が酢酸や酪酸など短鎖脂肪酸を生成することでヒトの健康に寄与している。乳児の腸内は母乳を飲むことで一時的にビフィズス菌が優勢になるが、離乳とともにビフィズス菌が減少し他の腸内細菌に置き代わることで成人の腸内細菌叢へと変化する。我々は、離乳期の子供の腸内に存在する酪酸生成Roseburia属細菌が母乳中に含まれるヒトミルクオリゴ糖からルイスa/b抗原を菌体外で切り出し取り込むというビフィズス菌とは異なる方法で利用していることと、それに関わる新規な酵素・タンパク質を発見した。
本研究では、これらの酵素および取り込みタンパク質の立体構造を明らかにすることで離乳期における腸内細菌叢形成について分子レベルでの機能理解を深めることを目的とした。最終年度はRoseburia属細菌由来の新規な糖質加水分解酵素の構造解析に特化して取り組んだ。発現プラスミドの載せ替え、コンストラクトの検討、様々な発現株および発現条件の検討を行ったことで、安定して発現する条件を特定した。異種発現させた糖質加水分解酵素を２つのカラムを用いて精製し、次に結晶化試薬を用いて結晶化条件のスクリーニングを行ったところ、結晶が得られX線回折実験からタンパク質結晶であることがわかった。現在、高分解能のデータ取得に向けて結晶化条件精密化しており、フコースやルイスa/b抗原との複合体構造の取得を目指している。ルイスa/b抗原を取り込む結合タンパク質は結晶が得られていないため、コンストラクトの検討を行っている段階である。Roseburia属細菌由来の新規な糖質加水分解酵素の構造解析に成功する段階まで進展した。
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