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

• 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

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。

大多数大豆异黄酮作为难以吸收的糖苷存在，并提高吸收率，肠道细菌产生的β-葡萄糖苷酶对糖的分解是必不可少的。这项研究使用Leuconostoc Mesenteroides KM3，一种具有高糖苷溶液的乳酸菌菌株，从植物基成分中分离出来，并分析了该细菌产生的β-葡萄糖苷酶，并尝试以较高的糖苷溶液产生酶。在2021年进行了研究，以阐明KM3中糖苷特异性β-葡萄糖苷酶的存在，结果表明该菌株在细胞和细胞壁中产生细胞和非糖苷特异性酶的糖苷特异性酶。因此，在2022年，我们试图从KM3和非糖苷特异性酶从细胞壁馏分中纯化糖苷特异性酶。然而，针对最初在研究过程中最初活跃的KM3的细胞内级分中，针对异黄酮糖苷（大戴丁）的酶活性降低了。假定在细菌重复培养过程中使用的细菌经历了突变，或者是菌株的虚假陈述。不可避免的是，我们从库存KM3和其他乳酸细菌菌株中用高分辨率的异黄酮糖苷分辨出细菌。结果，三个高分辨率菌株（除了KM3，SO1和PRU1），三个中分辨率菌株（NAR4，RET5，HKM5）和三个低分辨率菌株（MI，SUGY6-4，SEIJI5-1）。除了比较KM3的糖苷特异性和非特异性酶外，还认为细菌与不同分辨率的酶的比较（我们这次我们已经分离出来）提供了有关异子酮糖苷降解机制的重要发现。