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2011 Fiscal Year Annual Research Report

ヒトとの共生を支える腸内細菌のグリコシダーゼ ?生理機能解析とその高度利用?

Research Project

Project/Area Number 22780072
Research InstitutionIshikawa Prefectural University

Principal Investigator

片山 高嶺  石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70346104)

Keywordsビフィズス菌 / 母乳オリゴ糖 / ビフィズス因子 / オリゴ糖代謝 / グリコシダーゼ
Research Abstract

申請者は近年,ヒトの腸管に生息する腸内細菌の中でいわゆる善玉菌として知られるビフィズス菌が,ヒト自身の分泌する糖質に作用する特異なグリコシダーゼ群を有していることを見出した.このことは,ヒトが腸管内に分泌する糖質そのものがビフィズス因子でことを示唆しており,ヒトと腸内細菌の共生を考える上での新たなパラダイムとなった.本申請課題は,ヒトの糖質のうち,特にムチン型糖鎖やミルクオリゴ糖に作用するグリコシダーゼ群を腸内細菌より単離し,ヒトとの共生を支えるメカニズムを考察すること,また,それらグリコシダーゼを高度利用して,生理活性オリゴ糖を精密合成することを目的とした.平成23年度は,1)ムチン型糖鎖のTn抗原に特異的に作用するα-N-アセチルガラクトサミニダーゼ(新規なグリコシダーゼファミリー),2)ヒト母乳オリゴ糖のコア構造であるラクト-N-テトラオース(1型糖鎖)に特異的に作用するβ-ガラクトシダーゼ,3)シアリルオリゴ糖に作用するシアリダーゼの遺伝子クローニングおよび機能解析を行った.また,ビフィズス菌のヒト母乳オリゴ糖代謝経路を解明するために,母乳オリゴ糖を単一炭素源として培養した際の上清に含まれるオリゴ糖の経時変化を解析した.さらに,1,3-1-4-α-L-フコシダーゼのX線結晶構造解析を行って,その基質特異性の構造基盤を解明すると共に,酵素機能を改変することで,1型糖鎖および2型糖鎖構造に立体・位置特異的にフコシル基を導入してルイスaおよびルイスx抗原を合成することに成功した.これらの結果は,以下の通り,報告および発表した.

  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] α-N-Acetylgalactosaminidase from infant-associated bifidobacteria belonging to novel glycoside hydrolase family 129 is implicated in alternative mucin degradation pathway2012

    • Author(s)
      Kiyohara M, Nakatomi T, Kurihara S, Fushinobu S, Suzuki H, Tanaka T, Shoda S, Kitaoka M, Katayama T, Yamamoto K, Ashida H
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 287 Pages: 693-670

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bifidobacterium longum subsp.infantis uses two different β-galactosidases for selectively degrading type-1 and type-2 human milk oligosaccharides2012

    • Author(s)
      Yoshida E, Sakurama H, Kiyohara M, Nakajima M, Kitaoka M, Ashida H, Hirose J, Katayama T, Yamamoto K, Kumagai H
    • Journal Title

      Glycobiology

      Volume: 22 Pages: 361-368

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physiology of the consumption of human milk oligosaccharides by infant-gut associated bifidobacteria2011

    • Author(s)
      Asakuma S, Hatakeyama E, Urashima T, Yoshida E, Katayama T, Yamamoto K, Kumagai H, Ashida H, Hirose J, Kitaoka M.
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 286 Pages: 34583-34592

    • URL

      http://www.jbc.org/

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An exo-α-sialidase from bifidobacteria involved in the degradation of sialyloligosaccharides in human milk and intestinal glycoconjugates2011

    • Author(s)
      Kiyohara M, Tanigawa K, Chaiwangsri T, Katayama T, Ashida H, Yamamoto K.
    • Journal Title

      Glycobiology

      Volume: 21 Pages: 437-447

    • URL

      http://glycob.oxfordjournals.org/

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ビフィズス菌の共生戦略2012

    • Author(s)
      片山高嶺, 芦田久, 熊谷英彦, 山本憲二
    • Organizer
      2012年度日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] 1,3-1,4-α-L-フコシダーゼの結晶構造解析に基づく基質特異性の構造学的基盤2012

    • Author(s)
      楼間晴子, 伏信進矢, 北岡本光, 日高詩文, 芦田久, 片山高嶺, 山本憲二, 熊谷英彦
    • Organizer
      2012年度日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学
    • Year and Date
      2012-03-23
  • [Presentation] Bifidobacterium bifidum由来の1,3-1,4-α-L-フコシダーゼの改変によるルイスa/x抗原の合成2011

    • Author(s)
      桜間晴子, 吉田永史奈, 本多裕司, 芦田久, 北岡本光, 片山高嶺, 山本憲二, 熊谷英彦
    • Organizer
      日本応用糖質科学会平成23年度大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] ビフィズス菌によるヒトミルクオリゴ糖の分解-培養上清におけるオリゴ糖濃度の経時変化-2011

    • Author(s)
      片山高嶺, 朝隈貞樹, 畑山恵美, 浦島匡, 吉田永史奈, 熊谷英彦, 芦田久, 廣瀬潤子, 北岡本光, 山本憲二
    • Organizer
      63回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      東京農工大学
    • Year and Date
      2011-09-26
  • [Presentation] A UNIQUE PATHWAY OF BIFIDOBACTERIA FOR THE DEG RADATION OF HUMAN MILK OLIGOSACCHARIDES2011

    • Author(s)
      Katayama T, Ashida H, Kitaoka M, Fushinobu S, Kumagai H, Yamamoto K
    • Organizer
      International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Book] Lactic Acid Bacteria and bifidobacteria : Current Progress in Advanced Research2011

    • Author(s)
      Kitaoka M, Katayama T, Yamamoto K
    • Total Pages
      286
    • Publisher
      Metabolic pathway of human milk oligosaccharides in bifidobacteira (Chapter 3). pp53-65

URL: 

Published: 2013-06-26  

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