海藻アラメからエタノールと食品機能成分を生産する新技術開発と海藻産業への応用研究

海藻Arame生产乙醇和食品功能性原料新技术开发及其在海藻产业中的应用研究

基本信息

批准号：
17K07936
负责人：
辻明彦
金额：
$ 3万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

褐藻類からエタノール生産とポリフェノールであるフロロタンニンの分離、応用を組み合わせた海藻利用技術を開発し、海藻を使った新産業の育成に貢献することを目的として、褐藻類の効率的な糖化条件、アメフラシ消化液に存在するフロロタンニン結合タンパク質、EHEPの性質、アメフラシセルラーゼの作用機構、フロロタンニンの生理作用について検討した。特に、GHF45に属する21kDa セルラーゼの作用機構について解析し、本酵素がセロビオハドロラーゼと同様にセルロース繊維に強固に結合し、セロビオースを遊離すること、他のbeta1,4-エンドグルカナーゼと強いシナジー効果を示し、アメフラシ消化液のセルロース分解システムにおいて非常に重要な酵素であることを証明した。さらに、廃棄物であるワカメ茎、メカブの有効利用を開発するため、海藻糖化のための前処理方法、アミエビ酵素の利用について検討し、アミエビ抽出液の併用によって、産業用セルラーゼの必要量を２０分の１に減少させ、コストダウンできる方法を開発した。EHEPとフロロタンニンの作用機構は、EHEPの結晶構造解析とEHEP変異体の機能解析により分子レベルで明らかにした。EHEPの108番目のアスパラギン残基がフロロタンニンの結合に最も重要であることが判明した。また、フロロタンニンとEHEPの結合は弱酸性が至適pHであるが、pH7.5以上ではフロロタンニンが遊離し、EHEPとフロロタンニンの結合は可逆反応であることがわかった。フロロタンニンは培養小腸上皮細胞と反応させると、特にシグナル伝達を制御する遺伝子の発現が変動することが、マイクロアレイ法によって証明された。以上の結果より、アラメ等の褐藻類に含まれるフロロタンニンは、有用な食品機能成分として活用できる可能性が示された。

With the aim of developing a seaweed utilization technology that combines the production of ethanol from brown algae and the separation and application of the polyphenol fluorotannin, and to contribute to the development of a new industry using seaweed, we investigated the efficient glycation conditions of brown algae, the fluorotannin-binding proteins present in the digestive fluid of algae, the nature of EHEP, the mechanism of action of american氟氨基烷肽的生理作用。 In particular, we analyzed the mechanism of action of the 21kDa cellulase belonging to GHF45, and proved that this enzyme binds firmly to cellulose fibers, releases cellobiose, and exhibits a strong synergistic effect with other beta1,4-endoglucanases, and is a very important enzyme in the cellulose degradation system of the digestive fluid of the supras.此外，为了开发有效利用废物糖茎和梅切布，我们研究了用于海藻转化和使用虾酶的预处理方法，并开发了一种方法，通过使用虾提取物和一种可以降低成本的方法来减少20种所需的工业纤维素酶。通过EHEP的晶体结构分析和EHEP突变体的功能分析，在分子水平上揭示了EHEP和氟诺蛋白的作用机理。发现EHEP位置108处的天冬酰胺残基对于氟氨基蛋白结合最为重要。此外，尽管荧光素蛋白和EHEP的pH值弱酸性，但pH值在pH 7.5或更高时释放，并且EHEP和氟烷蛋白的结合被发现是可逆的反应。微阵列方法已经证明，当氟诺蛋白与培养的小肠上皮细胞反应时，调节信号传导的基因的表达，尤其是变化。以上结果表明，棕色藻类（例如Arame）中含有氟丁蛋白可能是功能性食品成分。