ヒト腸内細菌由来の新規なルイス血液型糖鎖抗原利用因子の構造機能解析

源自人类肠道细菌的新型Lewis血型碳水化合物抗原利用因子的结构和功能分析

• 批准号: 21K15025
• 负责人: 山田 千早
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-21K15025/
• 关键词: ルイス抗原; 腸内細菌; 構造解析; 糖質加水分解酵素; 糖鎖; ルイス抗原; 腸内細菌; 構造解析; 糖質加水分解酵素; 糖鎖

腸内細菌が酢酸や酪酸など短鎖脂肪酸を生成することでヒトの健康に寄与している。乳児の腸内は母乳を飲むことで一時的にビフィズス菌が優勢になるが、離乳とともにビフィズス菌が減少し他の腸内細菌に置き代わることで成人の腸内細菌叢へと変化する。我々は、離乳期の子供の腸内に存在する酪酸生成Roseburia属細菌が母乳中に含まれるヒトミルクオリゴ糖からルイスa/b抗原を菌体外で切り出し取り込むというビフィズス菌とは異なる方法で利用していることと、それに関わる新規な酵素・タンパク質を発見した。本研究では、これらの酵素および取り込みタンパク質の立体構造を明らかにすることで離乳期における腸内細菌叢形成について分子レベルでの機能理解を深めることを目的とした。今年度は、Roseburia属細菌由来の新規な糖質加水分解酵素の構造解析に特化して取り組んだ。AlphaFold2 Colabを使ってコンストラクトの検討を行い発現プラスミドの載せ替えなどを行なった。様々な発現株および発現条件の検討を行って、安定して発現する条件を決定した。次年度は、結晶化、様々なリガンド添加による複合体構造の解析およびクライオ電子顕微鏡による構造解析を行うことを予定している。

肠道细菌通过产生短链脂肪酸（例如乙酸和丁酸）来促进人类健康。婴儿肠道中的双歧杆菌暂时以母乳为主，但是随着断奶，肠道的减少，当更换其他肠道细菌时，成人的肠菌群会变化。我们发现，断奶过程中存在的丁酸酯产生的罗斯伯里亚细菌与双歧杆菌的使用方式不同，双歧杆菌的使用方式不同，后者从母乳中包含的人牛奶寡糖进行了切除并吸收了刘易斯A/B抗原，并且它们以不同的方式使用它们，它们与双子乳突不同。这项研究旨在通过阐明这些酶和摄取蛋白的三维结构来加深我们对断奶过程中肠道菌群形成的分子理解。今年，我们专门研究源自罗斯伯里亚属细菌的新型碳水化合物水解酶的结构分析。使用AlphaFold2 Colab检查了构建体，并取代了表达质粒。检查了各种表达菌株和表达条件，以确定稳定表达的条件。明年，我们计划进行结晶，通过添加各种配体对复杂结构进行分析以及使用冷冻电子显微镜进行结构分析。