植物由来乳酸菌が産生するイソフラボン配糖体特異的糖質分解酵素の解析

植物源性乳酸菌产生的异黄酮糖苷特异性碳水化合物降解酶的分析

基本信息

批准号：
21K05437
负责人：
城斗志夫
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Niigata University
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-21K05437/
关键词：
乳酸菌イソフラボン β-グルコシダーゼ

项目摘要

大豆イソフラボンの大部分は吸収されにくい配糖体として存在し、吸収率の向上には腸内細菌が産生するβ-グルコシダーゼによる糖の分解が不可欠である。本研究は、申請者が植物性食材から単離したイソフラボン配糖体分解能が高い乳酸菌株Leuconostoc mesenteroides KM3を用い、この菌が産生するβ-グルコシダーゼの解析を通して配糖体分解能の高さの要因を解明するとともに、より配糖体分解能の高い酵素の作出を試みるものである。令和３年度はKM3における配糖体特異的β-グルコシダーゼの存在の解明を目的に研究を行い、同株が細胞内に配糖体特異的酵素を、細胞壁に配糖体非特異的酵素を産生することを示唆する結果を得た。そこで令和４年度はKM3の細胞内画分から配糖体特異的酵素を、細胞壁画分から配糖体非特異的酵素を精製することを試みた。しかしながら、研究の途中より本来活性が高かったKM3の細胞内画分におけるイソフラボン配糖体（ダイジン）に対する酵素活性が低下してしまった。恐らく繰り返し菌を培養する過程で使用していた菌が変異を起こしたか、菌株の取り違えと推測される。やむを得ず、ストックのKM3や他の乳酸菌株からイソフラボン配糖体の分解能が高い菌の再スクリーニングを行った。その結果、高分解能の３菌株（KM3に加え、So1とPru1）、中分解能の３菌株（NAR4、Ret5、HKM5）、低分解能の３菌株（Mi、Sugy6-4、Seiji5-1）を得ることができた。KM3の配糖体特異的酵素と非特異的酵素の比較に加え、今回分離した分解能が異なる菌の酵素の比較はイソフラボン配糖体の分解機構に重要な知見を与えると考えられる。

大豆异黄酮大部分以糖苷形式存在，难以吸收，肠道细菌产生的β-葡萄糖苷酶对糖的分解对于提高吸收至关重要。本研究使用申请人从植物性食品中分离得到的具有较高异黄酮苷类降解能力的乳酸菌菌株肠膜明串珠菌KM3，通过分析其产生的β-葡萄糖苷酶，探讨其高降解苷类能力的因素。除了阐明这个问题之外，我们还将尝试创造一种具有更高糖苷分解能力的酶。 2021财年，我们进行了旨在阐明KM3中糖苷特异性β-葡萄糖苷酶存在的研究，结果发现该菌株在细胞中具有糖苷特异性酶，在细胞壁中具有糖苷非特异性酶，我们获得的结果表明。它被生产出来了。因此，在2020年，我们尝试从KM3的细胞内部分纯化糖苷特异性酶，并从细胞壁纯化糖苷非特异性酶。然而，在研究过程中，KM3细胞内部分中原本具有高活性的针对异黄酮苷（大豆苷）的酶活性却下降了。推测可能是在反复培养过程中使用的细菌发生了变异，或者是菌株混淆了。出于需要，我们对库存KM3和其他乳酸菌菌株进行了重新筛选，寻找具有高降解异黄酮苷能力的细菌。结果，我们获得了 3 个高分辨率菌株（KM3、So1 和 Pru1）、3 个中等分辨率菌株（NAR4、Ret5、HKM5）和 3 个低分辨率菌株（Mi、Sugy6-4、Seiji5-1）。已完成。除了KM3的糖苷特异性和非特异性酶的比较之外，此次分离的不同降解能力的细菌的酶的比较被认为可以为异黄酮糖苷的分解机制提供重要信息。