ビフィズス菌の腸内定着の確立におけるミルクオリゴ糖やムチン糖鎖代謝産物の役割

乳寡糖和粘蛋白糖链代谢物在建立双歧杆菌肠道定植中的作用

基本信息

批准号：
22K05974
负责人：
向井孝夫
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kitasato University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

授乳期に優勢な乳児型ビフィズス菌として見出されているBifidobacterium bifidumはヒトミルクオリゴ糖やムチン糖鎖に対する様々な糖分解酵素を有し、遊離した糖を他の乳児型ビフィズス菌に提供していることが示されてきた。B. bifidumが有するムチン糖鎖分解酵素の一つにスルホグリコシダーゼが見出されており、遊離する硫酸化糖であるGlcNAc6S をBifidobacterium breveに提供していることが報告されてきた。しかし、B. breveにおけるGlcNAc6Sの代謝機構は明らかになっていない。初年度の研究では、B. bifidumの有するスルホグリコシダーゼにより遊離したGlcNAc6SをB. breveが糖源として利用している機構を明らかにするため、B. breveの硫酸化糖代謝機構を明らかにすることを目的とした。B. breve の特定の株におけるゲノム情報に基づき硫酸化糖代謝に関与することが示唆された硫酸化糖取り込み輸送体、スルファターゼ及び亜硫酸排出輸送体の各遺伝子の欠損株を作製した。作製した欠損株を用いてグルコースあるいはGlcNAc6Sを唯一の糖源とする培地で培養した結果、グルコース含有培地では全ての株で生育が確認され、GlcNAc6S含有培地では野生株は生育したが、3種類の遺伝子欠損株は生育しなかった。また、欠損株の相補株を作製し同様の実験を行なったところ、GlcNAc6S含有培地での生育の回復が確認できた。また、野生株においてGlcNAc6S含有培地の培養上清中の硫化物を解析したところ、培養上清から硫酸イオンが検出された。以上の結果から、B. breve は確実に硫酸化糖であるGlcNAc6Sの代謝機構を有することが明らかとなった。授乳期におけるGlcNAc6Sを介したビフィズス菌間の共生関係の一端を明らかにすることができた。

双歧杆菌在泌乳过程中被发现是主要的婴儿双歧杆菌，它具有多种用于人乳寡糖和粘蛋白糖链的糖酵解酶，并且已被证明可为其他婴儿双歧杆菌提供游离糖。磺基糖苷酶已被发现是双杆菌拥有的粘蛋白糖粉酶之一，并且据报道，它为双杆菌提供了glcNAC6S，一种自由硫酸盐的糖。然而，B。Breve中GlcNAC6的代谢机制尚不清楚。在第一年的研究中，我们旨在阐明B. breve使用B. Bifidum Bifidum磺胺糖苷酶释放的GlcNAC6s的机制，并阐明B. Breve B. breve硫化糖代谢的机制。基于B. Breve特异性菌株中的基因组信息，产生了硫酸糖摄取转运蛋白，硫酸盐酶和硫酸盐外排转运蛋白的菌株，这些转运蛋白被认为与硫酸盐代谢有关。在含有葡萄糖或GlcNAC6s的培养基中培养了所得的缺陷菌株，并在含葡萄糖的培养基中的所有菌株中证实了生长，并且在含GlcNAC6S的培养基中生长的野生菌株，但是三种类型的基因缺乏毒株没有生长。另外，当制备有缺陷株的互补菌株并进行类似的实验时，确认在含有GlcNAC6S的培养基中恢复了生长。此外，当分析了野生应变中含GlcNAC6S的培养基培养上清液中的硫化物时，在培养上清液中检测到硫酸盐离子。以上结果表明，B。Breve肯定具有用于GlcNAC6（硫酸糖）的代谢机制。我们能够通过泌乳期间通过GlcNAC6S来阐明双歧杆菌之间的共生关系的一部分。

项目成果

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O-acetylesterase activity of Bifidobacterium bifidum sialidase facilities the liberation of sialic acid and encourages the proliferation of sialic acid scavenging Bifidobacterium breve.

双歧杆菌唾液酸酶的 O-乙酰酯酶活性有利于唾液酸的释放，并促进唾液酸清除短双歧杆菌的增殖。

DOI：
10.1111/1758-2229.13083
发表时间：
2022
期刊：
Environmental microbiology reports
影响因子：
3.3
作者：
Yokoi T;Nishiyama K;Kushida Y;Uribayashi K;Kunihara T;Fujimoto R;Yamamoto Y;Ito M;Miki T;Haneda T;Mukai T;Okada N.
通讯作者：
Okada N.

Bifidobacterium breveにおける硫酸化糖代謝関連遺伝子の同定

短双歧杆菌硫酸化糖代谢相关基因的鉴定