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受賞講演要旨集 - 日本農芸化学会

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Academic year: 2023

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抗腫瘍酵素 L-メチオニン γ-リアーゼおよび L-メチオニン デカルボキシラーゼ D-アミノ酸代謝関連酵素と真核生物における D-アミノ酸の研究。

図 1.  キンギョソウのフラボノイド生合成経路(A)とフラボン・アントシアニン生合成メタボロン(B).アルファベット付の○は酵素
図 1.  キンギョソウのフラボノイド生合成経路(A)とフラボン・アントシアニン生合成メタボロン(B).アルファベット付の○は酵素

水溶性カルシウム剤“POs‒Ca” の開発 1- 馬鈴薯澱粉未消化画分利用への着眼

歯の修復のための革新的な技術開発とその加速。日本人の平均寿命が延びる中、口腔ケアを怠ると「食べる」などの生活活動の質が著しく低下します。この問題を解決するために「8020運動」が展開され、2011年には「歯科口腔保健法」が施行されました。当社では、歯の健康増進対策として、新たな水溶性カルシウム製剤や新規特定保健用食品の開発など、革新的な技術の開発に取り組んできました。 。

歯の再石灰化および再結晶化の実証と商品への応用 歯エナメル質には血管が通じておらず,血液からカルシウム

早期う蝕に対する再石灰化・再結晶化促進技術の開発 一部の国では公共医療の一環として水道水を使用しています。

初期むし歯の再石灰化および再結晶化加速化技術の開発 一部の諸外国ではパブリックケアの一環として水道水に

河内甕の機能を活かし、中高年の認知機能維持をサポートする果汁飲料を開発。 1)。 AUR は、抗腫瘍効果と抗炎症効果があることが報告されているクマリンです。 。

AUR高含有河内晩柑果汁飲料の創生

松山大学では であることが分かりました。このことから、この飲料は予想通り脳内の炎症反応を抑制し、脳保護効果を発揮することが明らかとなった7)。 。

AUR高含有河内晩柑果汁飲料のヒト介入臨床試験 ヒト介入臨床試験は,愛媛大学医学部附属病院抗加齢・予防

ビールの中で増殖できる微生物は「ビール醸造菌」と呼ばれ、その特性が開発されてきました。

新規なビール増殖菌の発見と同定

新規脂質代謝酵素と調節因子に関する生物間研究。さまざまな生物をターゲットにすることで、脂質代謝のための新しい酵素と、それぞれの生物に特有の新しい制御機構を発見することができました。本講義では、得られた結果の概要を説明します。 。

放線菌に由来する新規糖脂質分解酵素について

九州大学大学院 農学研究院 石橋 洋平 脂質は、栄養素としての役割のほか、生体膜、シグナル伝達、生理活性物質の主要構成要素として重要かつ多様な役割を果たしている生体分子です。脂質はその構造により、脂肪酸、スフィンゴ脂質、グリセロ脂質、ステロールなどに大別されます。さらに親水性の頭部として糖鎖やリン酸基が付加されて糖脂質やリン脂質となる。構成元素の組み合わせにより多くの分子種が存在しますが、脂質構造の多様性による生命機能については不明な点が多いです。私は、脂質の多様性を生み出す分子基盤としての脂質代謝酵素の働きに興味を持ち、研究をしてきました。脂質組成も種によって大きく異なります。 。

真菌の糖脂質代謝に関与する新規酵素とその機能

つまり、EGCrP1はGlcCerの分子種を制御し、品質管理に関与する特異な酵素であることが明らかとなった。この品質管理機構はクリプトコッカスの病原性に関与する莢膜形成に関与しており、生理学的に重要であると考えられている。哺乳動物における糖脂質合成の新規調節因子および阻害因子である GlcCer は、真菌だけでなく植物や哺乳動物にも遍在しています。

哺乳類における糖脂質合成の新規制御因子と阻害剤 GlcCer は真菌類のみならず,植物や哺乳類にも普遍的に存

ジベレリン(GA)によるSL生合成の制御。

図 1. イネにおける SL生合成経路と創製した SL生合成阻害
図 1. イネにおける SL生合成経路と創製した SL生合成阻害

ダイズシストセンチュウ(SCN)行動制御剤の発見 SCN は植物寄生線虫の一種であり,大豆などのマメ科植物

植物のリン欠乏は、SL の生成と分泌を増加させ、分岐を抑制し、生体内で使用されるリン酸塩の量を減少させます。遊離 D-アミノ酸が発見され、それらが重要な生理学的効果を示すことが明らかになりつつあります。 。

図 1. ビタミン B 6
図 1. ビタミン B 6

ビタミン B 6 の恒常性維持,これによる生体制御に関与す るタンパク質に関する研究

ビタミンB6の恒常性維持とその生体調節に関与するタンパク質の研究。

生物活性芳香族天然有機化合物に関する合成化学的研究

東京大学大学院農学生命科学研究科 小倉 祐介 生理活性天然有機化合物の化学合成の目的と重要性は、(1)構造決定、(2)合成サンプルの供給、( 3)新規合成法の開発をポイント別にまとめた。これまでに発見された多くの天然物のうち、特に有用な生物活性を示すものや、独特の化学構造を有するものは、合成化学者の挑戦的な標的分子として注目されています。さらに、特定の足場自体が未知のメカニズムで生物活性を発現する鍵であり、ガイドとなる可能性があることは興味深い。著者は、特に優れた生理活性を有する芳香族環状天然有機化合物の合成研究を行い、作用機序を解明する研究にも一部参加した。その中から代表的な研究を集め、その概要を以下に述べる。 。

生物活性含酸素環式天然有機化合物の合成研究

機能性ヒスチジン含有ペプチドの探索と利用 生物進化に関わる硫酸転移酵素の機能の多様性を研究します。

図 5. isocelorbicol および celafolin B類の不斉全合成図3. anthecularin の不斉全合成
図 5. isocelorbicol および celafolin B類の不斉全合成図3. anthecularin の不斉全合成

硫酸転移酵素の基質多様性

生物進化に伴う硫酸転移酵素(SULT)の機能変化 2-1 生物進化と分裂によって生成されるキメラ酵素。

生物進化に伴った硫酸転移酵素(SULT)の機能変遷 2-1. 生物進化とスプライシングにより生じたキメラ酵素

これは、CghA がオクタリン環形成におけるエンド選択的 DA 反応を触媒する酵素であることを示唆しています。この仮説は、1 の生合成に関与するすべての遺伝子を異種糸状菌 Aspergillus nidulans に導入することによる 1 生合成の再構成によって確認されました。メカニズムの研究。

図 1. Sch210972 (1) と exo付加物 (2) の化学構造
図 1. Sch210972 (1) と exo付加物 (2) の化学構造

緑膿菌における膜小胞の特性と形成機構 1- 緑膿菌が形成する膜小胞の特性解析

緑膿菌の膜小胞形成の特徴と機構 1-1 緑膿菌が形成する膜小胞の特徴。

膜小胞-微生物間相互作用の機構解明と選択的物質送達 膜小胞は微生物間情報伝達における物質運搬としての機能を

細菌は細胞の内外でナノサイズの粒子である小胞を形成します。細菌の細胞外小胞の直径は 20 ~ 20 cm であることが知られています。

膜小胞の多様性解析と新規形状膜小胞の放出機構解明 従来まで細菌から放出される膜小胞の多様性は明らかになっ

400nmの膜小胞です。膜小胞には微生物由来のDNAやタンパク質などの生体高分子が含まれており、内部には微生物に特徴的な多糖類が表面に保持されています。また、内包された物質を動物、植物、微生物などのさまざまな細胞に届ける機能があり、宿主の免疫系を活性化する働きもあります。したがって、膜小胞は、ワクチン抗原、ドラッグデリバリーシステム(DDS)、DNA送達担体など、細胞内に特定の物質を送達するための担体としての利用が期待されています。 2. ワクチン媒体や超音波画像診断用の造影剤としての使用に注目が集まっています。しかし、このような小胞の生物学的機能や形成機構は不明な点が多く、上記の応用にはそれらの理解が不可欠です。そこで、私は細菌由来の小胞を生物工学的に利用することを最終目標として、小胞形成機構の解明を目指した研究を行ってきました。 。

細胞内に蓄積するガス小胞の形成機構解明

製麹中の温度低下により、麹白カビにクエン酸の生成が起こるメカニズム。

白麹菌のミトコンドリア局在型クエン酸輸送体 2-1. ミトコンドリア局在型クエン酸輸送体の活性

麹白カビにおける高クエン酸生産機構の研究 ミトコンドリア局在クエン酸トランスポーター活性

白麹菌の細胞膜局在型クエン酸輸送体

植物環境への適応におけるアスコルビン酸と活性酸素種の相互作用の研究 ROS の細胞毒性効果とシグナル伝達機能のバランスは抗酸化システムによって制御されており、アスコルビン酸は中心的な役割を果たしています。植物は独自のアスコルビン酸生合成を行っています。

アスコルビン酸生合成および再生の分子制御機構 1- アスコルビン酸および光による生合成の制御

自由に動けない植物は常に環境の変化(ストレス)にさらされています。ストレス条件下では、光合成などの一次代謝が障害され、その結果、酸化損傷を引き起こす活性酸素種(ROS)の生成が増加します。一方で、ROSは防御遺伝子の発現やプログラムされた細胞死を制御するシグナルとして重要な機能も持っています。そこで著者らは、主にモデル植物シロイヌナズナを用いて、アスコルビン酸代謝の分子機構と生理学的意義を、特にこの代謝による活性酸素作用のバランス制御の観点から解明した。そこで、システムの概要を以下に示します。 。 。

アスコルビン酸ペルオキシダーゼの生理機能 2-1. アスコルビン酸ペルオキシダーゼの獲得と進化

これらの結果は、タンパク質の栄養状態の悪化により肝臓でのインスリンシグナル伝達が増加することを示しています。肝臓の脂質合成は、タンパク質の栄養状態の悪化によって影響を受けます。

図 3. 葉緑体由来の H 2 O 2 シグナル伝達機構
図 3. 葉緑体由来の H 2 O 2 シグナル伝達機構

タンパク質栄養状態の悪化によって起こる肝臓の 4E-BP1 量増加と脂質蓄積

タンパク質の栄養状態の低下による肝臓のインスリンシグナル伝達の増加と脂質の蓄積。

図 1.   タンパク質栄養状態の悪化によって稼働する肝脂質蓄 積機構(作業仮説)
図 1.   タンパク質栄養状態の悪化によって稼働する肝脂質蓄 積機構(作業仮説)

我が国の医療と農業の大きな問題

機能性や食感の異なるイネ品種の開発に向けたイネのデンプン生合成機構の解明 デンプンは植物科学の基礎であり、食品の最も重要な炭水化物源です。著者はイネを原料としてデンプン生合成機構の解明を試みた。デンプン生合成に関与する多数の変異型酵素を単離・収集し、デンプンの構造や物性を野生型と注意深く比較することで、各酵素の機能の解明が飛躍的に進みました。これにより、アミロペクチンの生合成モデルが誕生しました。主成分はアミロペクチンです。一方、変異体の中にはでんぷんの性質が通常の米とは全く異なるものもあった。著者はこれらの品種を品種改良することで、異なる機能性や食感を持った新品種を開発し、大学発・自主ベンチャーで商品化・普及することを目指している。この要約では、その方法の概要を説明します。 。

変異体米から品種へ

その理由は、デンプンには消化されにくいデンプン構造であるアミロペクチンと長鎖アミロースが多量に含まれているため、老化しやすいためです。食品会社等との共同研究により、このお米の加工方法を検討しました。

図 2  高RS米#4019(ss3a be2b)のパック米飯および米菓を用
図 2  高RS米#4019(ss3a be2b)のパック米飯および米菓を用

紅茶テアフラビン類の生成機構

高分子量ポリフェノールは、天然物化学の研究でよく用いられるHPLC分析やNMRでは「ノジュール」として観察されるため、分離や構造解析が困難です。著者は、紅茶で知られるテアフラビンなどの比較的分子量の高いカテキンが酸化された高分子を、高分子量ポリフェノール生成の中間体と位置づけており、ポリフェノールの構造解明への重要な足がかりになると信じて研究を続けてきた。高分子量ポリフェノール。分子量ポリフェノール。この講演では、私たちの最近の成果について紹介したいと思います。 。

烏龍茶ウーロンテアニン類の生成機構

発酵茶製造におけるカテキン類の酸化重合反応に関する研究 中間体Iはデヒドロテアシネンシン(4) 6)、中間体IIはプロオロンテアニン(5) 7)であることが判明した。特に、デヒドロテアシネンシンは、ウーロン茶ポリフェノールの一種であるテアシネンシン A の生成中間体としてすでに報告されています。

ウーロンテアニン類の化学構造

ウーロン酸テアニンとテアシネンシンは同じ中間体を介して生成されることが判明しました。さらに、プロウーロンテアニンからウーロンテアニンへの変換反応をNMRモニタリングしたところ、開環反応と再環化反応により分子内にカルボン酸を含む中間体IIIが存在することが明らかになった。これらの結果から、ウーロンテアニンは、(1) カテキンの二段階の酸化縮合反応によるデヒドロテアシンシンの生成、(2) 脱水および転位反応を伴うプロウーロンテアニンの生成、(3) 開環によって生成されることがわかりました。ラクトン類の反応 その後のリサイクル反応による中間体IIIの生成と、(4)脱炭酸・酸化反応の4段階を経て生成することを証明できました(図3)8)。さらに、反応機構に基づいて反応を最適化することで、4種類のウーロンテアニンを合成する手法を確立しました。高齢化社会に伴い、認知症などの神経変性疾患の予防が喫緊の課題となっており、食品の機能性素材を活用した予防の研究が国内外で盛んに行われています。機能性脂質として知られるプラズマローゲンは、アルツハイマー病(AD)などの神経疾患や動脈硬化などの酸化ストレス関連疾患の病変や血液中で減少することが報告されています1)。プラズマローゲンの減少は、抗酸化能力の低下、炎症、膜流動性の変化、シグナル伝達の混乱を引き起こすと考えられています。理由の 1 つは、

プラズマローゲンの精密定量法の構築

プラズマローゲンの機能解明による神経変性疾患の予防法の開発 これは、プラズマローゲンの高度な選択的解析が達成されていないことが、この研究領域の障害となっているためです。そこで提案者は、プラズマローゲンの精密な分析法を確立し、信頼性の高い分析技術に基づいて、各種神経変性疾患や吸収性代謝患者におけるプラズマローゲン減少の影響と原因の解明を目指す。私は自分の研究をしました。このプレゼンテーションでは、分析法の開発とアルツハイマー病におけるプラズマローゲンの減少に焦点を当てて、私たちの取り組みについて概説します。 。

神経変性疾患におけるプラズマローゲン

大時 百合香 東北大学大学院農学研究科 植物バイオマスの分解と利用に関する基礎研究。

図 3. アルツハイマー病(AD)者の脳中プラズマローゲン濃度
図 3. アルツハイマー病(AD)者の脳中プラズマローゲン濃度

微生物による植物分解メカニズムの解明に向けて

私たちは、植物の各構成要素に対する遺伝子応答をゲノム情報を用いて解析することにより、腐朽菌群が持つ植物分解機構の多様性を解明する研究を行っています。さらに最近では、生態系中で実際に植物を分解する微生物と、それらが産生する分解酵素の仕組みの全容を世界に先駆けて解明しました。このような研究は、新しいバイオマス分解酵素や代謝経路の発見につながる可能性があります。また、植物バイオマス分解の応用を視野に入れ、植物バイオマス由来の糖類からバイオプラスチックを製造する研究も行っています。本稿ではこれらの結果を紹介する。植物分解物を利用したバイオポリマーの生産 植物バイオマス由来の糖類からのバイオプラスチック生産の効率化。

植物分解物を利用したバイオポリマー生産について 植物バイオマス由来糖からのバイオプラスチック生産の効率

人間や動物の腸内に生息する嫌気性細菌の代謝機能を研究します。

図 1.  ラクト-N-ビオシダーゼが担うエキソ型の加水分解反応
図 1.  ラクト-N-ビオシダーゼが担うエキソ型の加水分解反応

ピセアタンノール

ポリフェノールの機能性研究とその実用化 私たちは古来より植物の恵みで暮らしを豊かにしてきました。中でも多くの植物に含まれるポリフェノールは種類が豊富で抗酸化作用が高く、様々な健康効果が報告されています。ポリフェノールの中でも、パッションフルーツの種子に多く含まれるピセアタンノールと、そばや玉ねぎに多く含まれるケルセチン配糖体の吸収を高める酵素処理イソクエルシトリンについて調査しました。について調査した結果を紹介したいと思います。

酵素処理イソクエルシトリン

エルシトリン投与後の脚の筋肉の変化の数 老齢マウスにおける酵素処理イソクエルシトリン投与後の活性レベルと筋肉の酸化。

図 4.  アメリカンフットボール選手における酵素処理イソク
図 4.  アメリカンフットボール選手における酵素処理イソク

生乳から高頻度で分離される乳酸菌の種類

乳酸桿菌は、糖を消費して大量の乳酸を生成する、グラム陽性菌、桿菌または球菌、カタラーゼ陰性菌の総称です。その種類は500種以上あり、植物(花、果実)、動物(腸管)、食品(発酵食品、生乳)など、私たちの身の回りに広く分布しています。古くからさまざまな発酵食品の製造に重要な役割を果たしてきました。生乳由来の乳酸菌は健康に大きな影響を与えるため、多くの研究が報告されています。 一方、日本には伝統的な発酵食品がいくつかありますが、私たちが知る限り、牛乳を使用したものはなく、日本の生乳から得られる乳酸菌やそれを用いた発酵乳製品については知識がありません。著者は2010年から国産牛乳由来の乳酸菌の研究を開始し、これまでに生乳から得た数種類の乳酸菌を自社発酵乳製品に応用してきました。本稿では、生乳および発酵乳から使用した乳酸菌のメタボローム解析結果と、最近の製品開発応用例を紹介します。 2020年4月、ラクトバチルス属は23の新属を含む25属に分割・再編されました2)。 。

生乳由来乳酸菌の代謝産物によるプロファイリング

これは水溶性成分が多く含まれているためです。これらの結果は、各菌種が特徴的な水溶性成分のプロファイルを持っていることを示唆しています。 。

生乳由来乳酸菌の特徴解析

油脂中のリスク物質の新たな分析手法の開発と応用 分析手法は直接法と間接法に大別されます。エステル型分析対象物は、結合脂肪酸の種類、結合位置、数によって異なります。

食用油脂を対象とした酵素的間接分析法の開発

3-クロロ-1,2-プロパンジオール脂肪酸エステル(3-MCP-DE)およびグリシドール脂肪酸エステル(GE)は、油脂の主成分であるアシルグリセロールを精製(主に消臭)する過程で抽出されます。食用油脂で、最近発見された新たな有害物質です。ドイツ連邦リスク評価研究所が 3-MCPDE および GE の健康影響評価の結果を発表した 2007 年から 2009 年まで、油脂中のこれらの物質を正確に定量できる分析方法はありませんでした。いくつかの国では脂肪の摂取が進んでいます。 2-クロロ-1,3-プロパンジオール脂肪酸エステル (2-MCPDE)。3-MCPDE の位置異性体です。アナログ接続は数十あります (図 1)。直接法では、各分析物に結合する脂肪酸の種類を区別することで、3-MCPDE および GE の各エステル型分析物を定量できます。一方、間接法では、各エステル型分析物を分解・誘導体化し、単一の遊離型分析物とし、GC-MSで分析します。 3-MCPD、2-MCPD、グリシドールを遊離体と同時に定量でき、標準試薬の種類も少なくて済みます。酸と塩基は一般に間接的な方法でエステル型分析対象物を分解するために使用されますが、pH の変化による偶発的な変換も報告されています (アルカリ性 pH: 3-MCPDEs → グリシドール、酸性 pH: GEs → 3-MCPD)。したがって、間接法を開発する際の重要な点は、分析対象物間の不用意な変換を防ぐ分解法を確立することでした。 。

国内外の基準法への収載

油脂含有食品への適用と応用

本分析法の活用

13 1956 アスペルギルス・バーシコラーの代謝産物に関する研究 2019 9 ポリフェノールの薬物動態に関する研究 富森波乃 サントリーウェルネス。

2021 年度 農芸化学女性研究者賞・農芸化学若手女性研究者賞・

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図 1.  キンギョソウのフラボノイド生合成経路(A)とフラボン・アントシアニン生合成メタボロン(B).アルファベット付の○は酵素
表 1. Ⅱ型制限酵素(4〜6塩基認識)の分類表 
図 1.   L- メチオニン γ-リアーゼの X線結晶構造と活性中心
図 1 アミノ基転移とラセミ化の機構
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鉄は必須元素の一つであるが,過剰の鉄は毒性を示すため, 鉄の吸収・輸送にかかわる遺伝子の発現は細胞内の鉄濃度に 応じて厳密に制御されている.本稿では,まずバクテリア, 動物,真菌における鉄の吸収と認識について概説したのち, これらの生物とは異なり正体が明らかにされていない植物の 鉄センサー分子の候補に関する知見を紹介する.次に,イネ