2017 Fiscal Year Annual Research Report
Biofilm inhibition of cariogenic Streptococcus mutans by Japanese fermented food natto
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15K18704
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
成澤 直規 日本大学, 生物資源科学部, 講師 (90632034)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バイオフィルム / 納豆 / プロテアーゼ / う蝕 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
市販納豆の可溶性画分からう蝕原性細菌Streptococcus mutansバイオフィルム形成抑制因子の分離・精製を行った結果、セリン型プロテアーゼであるナットウキナーゼの特徴と類似した。Bacillus subtilis nattoのナットウキナーゼをコードするaprN遺伝子変異株を作成し、これを用いて納豆製造を行った。本変異株を用いて製造された納豆は糸引きが大幅に低下するなど、既知の報告とよく一致した。本納豆の可溶性画分には、S. mutansのバイオフィルム抑制効果が一部残存することが明らかとなった。このことから、ナットウキナーゼ以外のプロテアーゼが抑制に関与することが示唆された。
S. mutansよりバイオフィルム形成に必須である非水溶性グルカン合成酵素を精製し、納豆由来プロテアーゼによる阻害活性を評価した。その結果、プロテアーゼは酵素活性を大幅に抑制することが明らかとなった。このことから、納豆によるバイオフィルム形成阻害は、グルカン合成酵素阻害によるものと考えられた。
ナットウキナーゼの応用利用を目的として、口腔と類似環境下でのプロテアーゼ活性を評価した。ここでは比較対象としてセリン型、システイン型、金属型の各市販プロテアーゼ計20種類を用いた。ナットウキナーゼは、酸性条件、および唾液存在下においても比較的高いプロテアーゼ活性を維持することが明らかとなった。一方で、ナットウキナーゼは耐熱性に乏しく、60℃15分の加熱により90%程度活性が低下した。よって、実用化には熱処理を伴わない方法が必要であると考えられた。納豆由来プロテアーゼは歯のモデルであるハイドロキシアパタイトディスクを用いた場合においても十分なバイオフィルム形成抑制効果が認められた。以上の結果から、納豆由来プロテアーゼは抗う蝕材として実用可能性があるものと考えられた。
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