プレバイオティクスであるイソマルトオリゴ糖を分解する細菌酵素の立体構造を解明

【研究者コメント】

静岡大学グリーン科学技術研究所　准教授・宮崎　剛亜（みやざき　たかつぐ）

本研究は、自然科学系教育部バイオサイエンス専攻博士課程修了生である中村駿太郎博士が中心となって遂行した乳酸菌EPS資化機構の研究から派生してアイディアが構築され、本学大学院総合科学技術研究科農学専攻修士課程修了生である倉田陸矢氏と一緒に重要な実験データを積み重ねたものになります。

【論文情報】

掲載誌名：FEBS Journal
論文タイトル：Structural insights into α-(1→6)-linkage preference of GH97 glucodextranase from Flavobacterium johnsoniae
著者：Shuntaro Nakamura, Rikuya Kurata, Takatsugu Miyazaki
DOI：10.1111/febs.17139


【用語説明】

1. プレバイオティクス
大腸内の特定の細菌の増殖を選択的に促進し、宿主に有利な影響を与え、宿主の健康を改善する難消化性食品成分である。

2. イソマルトオリゴ糖
グルコースがα-1,6結合で結ばれてできたオリゴ糖。ビフィズス菌増殖効果があり、食品に利用されている。二糖はイソマルトース、三糖はイソマルトトリオースと呼ばれる。

3. 多分岐デキストラン
Leuconostoc属やStreptococcus属などの一部の乳酸菌は、グルコースがα-1,6結合で連なってできる多糖であるデキストランをバイオフィルムとして菌体外に作る。種によっては、α-1,2、α-1,3、α-1,4結合の枝分かれ構造を持つ多糖を作り、特に枝分かれの多いデキストランを多分岐デキストランと呼ぶ。Leuconostoc属の多分岐デキストランはプレバイオティクス効果が報告されている。

4. Flavobacterium johnsoniae（フラボバクテリウム・ジョンソニエ）
多糖の一つであるキチンを分解するグラム陰性細菌として土壌から見つかった。ゲノム解析が完了しており、さまざまな多糖を分解する能力や滑走運動する能力に注目した研究がされている。

5. 資化
微生物がある化合物を栄養源として利用すること。

6. Bacteroides thetaiotaomicron（バクテロイデス・テタイオタオミクロン）
グラム陰性腸内細菌であり、ゲノム解析が完了している。300に近い数の推定糖質分解酵素遺伝子を有しているため、糖質分解酵素研究のモデルとして用いられる。グラム陰性細菌の多糖資化遺伝子座(*9)の研究は本菌の澱粉資化機構に関する研究が始まりである。

7. マルトオリゴ糖
グルコースがα-1,4結合で結ばれてできたオリゴ糖。二糖はマルトース（麦芽糖）、三糖はマルトトリオースと呼ばれる。

8. X線結晶構造解析
タンパク質などの高分子の立体構造を決定するための手法の一つである。結晶にX線を照射して取得する回折パターンから電子密度情報が得られ、タンパク質の立体構造を原子レベルで解明することができる。

9. 多糖資化遺伝子座
多糖の捕捉、分解、取り込みに関与するタンパク質や転写制御因子をコードする遺伝子がクラスターを形成している構造を指し、オペロンとして発現が制御されている。