Elucidating the mechanisms of O2-sensitivity of anaerobic bacteria Bifidobacterium.

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申請者は嫌気性菌のO2感受性機構の解明を目的として、絶対嫌気性菌のクロストリジウム菌や嫌気性菌のビフィズス菌、酸素感受性の乳酸菌を用いて研究を行っている。ビフィズス菌は乳児腸内菌叢の優占種であり、高いプロバイオティクス効果を持つ。健康や医療分野での利用が期待されるが、高いO2感受性をもつが故に産業利用が困難な菌種の1つである。これまでに高いプロバイオティクス活性を持つ乳児由来のビフィズス菌:Bifidobacterium infantisが低濃度のO2下で生育が著しく阻害されることを見いだし、本菌株からO2感受性の原因となる活性酸素H2O2を生成する酵素を同定した。また本酵素をコードする遺伝子をO2耐性株のB. minimumに導入したところ、B. minimumがO2感受性に変化した。本結果から、1種類の原因酵素がビフィズス菌のO2感受性を左右する可能性を推定し、研究を進めている。本申請課題では、O2に高い感受性を示すB. infantisにおいて、申請者らが発見したH2O2生産酵素NPOXの酵素機能の同定を目指して研究を行っている。本酵素は、O2に耐性を示す一部のビフィズス菌種にも保存されているが、その機能性が異なる点を指摘してきた。また、O2高感受性株のB. infantis に加え、主に成人腸内に生息するB. adolescentisも高いO2感受性を示すことを見いだした。B. adolescentisのH2O2生成酵素NPOXの精製に成功し、酵素化学的な諸性質の解析を行った結果、本酵素もB. infantisのNPOXと同様にH2O2生産に関与する原因酵素として機能することが強く示唆された。そこで、O2耐性株が持つNPOXタンパク質との比較解析を行うことで、１つの原因酵素がビフィズス菌株のO2感受性を左右する機構の解析、ならびにその制御機構の解明を目的として研究を行うこととした。