発酵食品におけるD-アミノ酸の機能解析

发酵食品中D-氨基酸的功能分析

基本信息

批准号：
12J02734
负责人：
牟田口祐太
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka Institute of Technology (2013)Kyushu University (2012)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02734/
关键词：
D-アミノ酸発酵食品乳酸菌食品機能成分

项目摘要

近年、様々な食品中にD-アミノ酸が検出され機能が注目されているが、食品中のD-アミノ酸の機能に関する研究は極めて少なく、その合成経路についても、不明な点が多い。本研究ではD-アミノ酸の食品機能性(呈味性、抗菌作用)の評価、及び、発酵食品のD-アミノ酸生産経路の解明を目的する。D-アミノ酸の呈味性の評価平成24年度に続き、D-アミノ酸の呈味性、抗菌作用について検討を行う予定であった。しかし、新規アミノ酸ラセマーゼの詳細な機能解析とその研究成果の学術論文への投稿、及び乳酸菌由来D-アミノ酸脱水素酵素の大量発現系の構築と機能解析の研究を優先したため、D-アミノ酸の食品機能の解析は、実験手法の検討にとどまり、十分な成果を得るには至らず、今後の課題として残された。D-アミノ酸の合成経路の解明平成25年度は前年度に見いだした新規アミノ酸ラセマーゼのより詳細な機能解析を行い、前年度報告した特徴的な基質特異性だけでなく、酵素の四次構造、反応の最適pH、補酵素PLP (pyridoxal-5'-phosphate)酵素グループとしての特徴からも、本酵素がこれまでに報告例のない非常に特徴的な新規性の高い酵素であることを明らかにした。すなわち、発酵食品中のD-アミノ酸について、全く新規の合成経路の解明に成功した。また、乳酸菌におけるD-アラニン(D-Ala)の新規な合成機構を明らかにするため、乳酸菌Lactabacillus plantarumのゲノム中に存在するD-アミノ酸脱水素酵素推定遺伝子の機能解析を進め、大腸菌での大量発現系を構築し、目的遺伝子産物を得る事に成功した。これまで、D-アミノ酸脱水素酵素は4種のグラム陰性菌でしか機能解析が行われていないため、グラム陽性菌由来の本酵素にD-アミノ酸脱水素酵素活性を見出し、詳細な機能解析を行うことができれば、本研究によって得られる成果は酵素学的に新規性の高いものになると考えられる。

近年来，D-氨基酸在各种食品中被检测到，其功能受到关注，但对D-氨基酸在食品中的功能研究甚少，其合成路线也有很多未知之处。本研究的目的是评估D-氨基酸的食品功能（味道、抗菌作用）并阐明发酵食品中D-氨基酸的生产途径。 D-氨基酸的味道特性评价从2012年起，我们计划继续研究D-氨基酸的味道特性和抗菌作用。然而，由于我们优先考虑的是新型氨基酸消旋酶的详细功能分析和研究成果提交学术论文，以及乳酸菌来源的D-氨基酸的大规模表达系统的构建和功能分析脱氢酶，我们决定功能分析仅限于检查实验方法，并且没有产生足够的结果，这成为未来的挑战。 D-氨基酸合成途径的阐明 2013财年，我们对前一年发现的新型氨基酸消旋酶进行了更详细的功能分析，确定了该酶的最适pH及其作为辅酶PLP（pyridoxal-5'）的特性。 -磷酸）酶组表明，该酶是一种高度独特且高度新颖的酶，迄今为止尚未有报道。换句话说，我们成功地阐明了发酵食品中 D-氨基酸的全新合成途径。此外，为了阐明乳酸菌中D-丙氨酸（D-Ala）的新合成机制，我们对乳酸菌植物乳杆菌基因组中存在的假定D-氨基酸脱氢酶基因进行了功能分析我们构建了表达系统并成功获得了目的基因产物。迄今为止，仅在四种革兰氏阴性菌中分析了D-氨基酸脱氢酶的功能，因此我们发现了这种源自革兰氏阳性菌的酶中的D-氨基酸脱氢酶活性，并进行了详细的功能分析。如果可以做到，这项研究获得的结果在酶学上将是高度新颖的。