新規C-配糖体代謝酵素の触媒メカニズムの解明

阐明新型C-糖苷代谢酶的催化机制

• 批准号: 21K06624
• 负责人: 中村 賢一
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyushu University of Health and Welfare
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06624/
• 关键词: C-配糖体; 腸内細菌; 代謝酵素; 生薬; 触媒機構; C-グリコシル化; C-配糖体; 腸内細菌; 代謝酵素; 生薬; 触媒機構; C-グリコシル化

漢方薬は熱水で煎じて服用するため、その煎液には、親水性の配糖体成分が多量に溶出している。経口摂取した配糖体は消化管上部からは吸収されにくく、消化管下部において腸内細菌による種々の代謝を受けた後、アグリコン等の代謝物が体内に吸収される。そのため、腸内細菌による配糖体の代謝は、漢方薬の薬効発現と密接に関わっていると考えられている。配糖体の一群には、アグリコン部と糖部が直接C－C結合したC－配糖体も含まれる。C-配糖体は化学的に安定であるが、一部の腸内細菌はC-配糖体のC－C結合を開裂し、アグリコンを生成することが知られている。これまでの研究から、研究代表者は、生薬カッコンに含まれるイソフラボンC-配糖体のpuerarinを代謝する腸内細菌由来の酵素群を同定している。本研究の目的は、これまでに同定例の少ない腸内細菌由来のC-配糖体代謝酵素の機能を詳細に解析することである。２０２２年度は、２０２１年度にpuerarin代謝酵素を基にホモロジー検索により得た２種類の新規C－配糖体代謝酵素の候補遺伝子（C－配糖体の糖部分３位ヒドロキシ基が酸化された3-oxo体を、アグリコンに代謝する酵素）について、機能の解析を行った。具体的には、人工遺伝子合成により候補遺伝子を得た後、定法に従い、pETベクターと大腸菌を用いて酵素の大量発現系を構築した。種々の基質を用いて酵素の活性を評価した結果、一部の基質に対して、酵素活性が確認された。

由于中草药是在热水中服用的，因此汤包含大量亲水性糖苷成分。口服摄入的糖苷很难从消化道上部吸收，在消化道下部通过肠道细菌进行了多种代谢后，将其代谢物（如aglycones）吸收到体内。因此，据信肠道细菌对糖苷的代谢与中草药的药物疗效密切相关。一组糖苷还包括C-糖苷，其中agllycone和糖分与C-C直接相关。尽管C-糖苷在化学上是稳定的，但已知一些肠道细菌可以裂解C-糖苷的C-C键并产生粘液糖苷。从先前的研究中，研究者已经确定了一组源自肠道细菌的酶，该酶代谢了Herbal Medicine KACCON中包含的异黄酮C-糖苷的瓜霉素。这项研究的目的是详细分析源自肠道细菌的C-糖苷代谢酶的功能，这些酶迄今很少鉴定出来。在2022年，对两种新型C-糖苷代谢酶候选基因进行功能分析（一种代谢的酶，该酶是通过基于同源性搜索获得的3-氧形式的C糖苷的羟基羟基部分氧化为C-糖苷的羟基部分）。具体而言，在通过人工基因合成获得候选基因后，根据标准方法，使用PET载体和大肠杆菌构建了用于大酶表达的系统。由于使用各种底物评估酶的活性，因此确认了某些底物的酶活性。