生体ミネラリゼーションを制御する有機マトリックスの構造と機能に関する研究」……。 。
植物の生育を左右する環境ストレス
これらの科学的知見を農業分野に活用するため、高温に強い誘導材の実用化を目指した応用研究に着手しました。揮発性生物刺激剤「すずみどり」の実現 現在、日本の農業界にとって環境問題は喫緊の課題となっています。
揮発性バイオスティミュラント「すずみどり」の実現 現在，日本の農業界において緊切の問題となっている環境ス
農業現場での実施例
野菜、果物、海藻、きのこなどに含まれる食物繊維。第6の栄養素と呼ばれ、生活習慣病の予防に重要な役割を果たすことが知られています。一方で、推奨量を摂取するのは容易ではなく、慢性的な食物繊維不足に陥ります。そのため、飲食物に手軽に混ぜて食物繊維を補える素材のニーズは、これまで以上に高まると考えられます。そこで、微生物酵素技術を用いて、でんぷんから食物繊維として機能する新たな糖質素材の開発を試みました。イソマルトデキストリンを生成する新しい酵素系の発見。デンプンから食物繊維として機能する新たな糖質素材の開発を目指す。
イソマルトデキストリンを生成する新規な酵素系の発見 澱粉から食物繊維として機能する新しい糖質素材の開発を目
レトルトや冷凍などの食品加工におけるさまざまなストレスに対して非常に安定しています。 IMDは、食品加工における物性、安定性、生理効果などにおいて、他の水溶性食物繊維にはない価値を提供できる素材です。
乳たんぱく質とは
吸収性に優れ、健康な体づくりに最適な革新的なミルクプロテイン飲料を研究開発。しかし、乳たんぱく質はその物性上、酸性域では不安定であるため、牛乳と同等の酸性型で乳たんぱく質を高含有する製品は従来市場に存在しなかった。 。
乳たんぱく質の酸性域での安定化技術
骨格筋量は、筋タンパク質が合成される時期と分解される時期の微妙なバランスによって維持されており、骨格筋量を維持・増加させるためには骨格筋合成を高めることが重要です。運動と組み合わせたタンパク質の摂取は、骨格筋の合成を増加させる重要な要素です。特にアスリートや高齢者にはプロテインを積極的に摂取する必要があり、プロテインサプリメントは世界中で広く使われています。中でも栄養価の高い乳たんぱく質を訴求した商品が広く使われており、粉末状の栄養補助食品や飲料が主な商品形態となっています。一方、乳たんぱく質を飲料に配合したり強化したりすると、独特の風味が味覚の面で問題となる。味を隠すために、ココアまたはバニラ風味の製品が世界中で販売されています。しかし、これら既存のミルクプロテイン飲料は味が濃く、運動後の喉の渇きを潤すのに飲みにくいという欠点がありました。トレハロースは非常に高い水和力を持っており、水溶液中にタンパク質とトレハロースが存在すると、トレハロースはタンパク質と水素結合を形成します。トレハロースはタンパク質粒子の表面をコーティングすることで、加熱や凍結によるタンパク質の変性を防ぐ効果があります。私たちはトレハロースのタンパク質変性抑制効果に着目し、新しいサワーミルクプロテインドリンクへのトレハロースの使用を検討しました。したがって、トレハロースの添加により、殺菌前後の乳タンパク質の変性が抑制されることが説明された。 。
新規酸性乳たんぱく質飲料が有する新たな機能性
乳酸菌バクテリオシンとナイシンを用いた安全な口腔ケア剤の技術開発。
二価鉄イオン輸送体の解析
植物膜トランスポーターによって指示される生物学的現象の漂白。重要な代謝産物の抽出や活動電位の形成など、生物において重要な役割を果たします。植物では、成長に必要な栄養素の吸収と移動、浸透圧の調節、植物ホルモンの適切な濃度の維持にも関与しています。このような背景のもと、私たちは植物輸送体を世界で初めて発見しました。分子制御の仕組みを個体レベルで解明することで、膜トランスポーターが制御する生命現象を解明しました。また、これまで得た知識をもとに、実社会で起こる問題や疑問を解決するための取り組みを紹介したいと思います。 。
カドミウムイオン輸送体の解析
石丸 康裕（東北大学大学院理学研究科）このカドミウムを吸収しないイネは、T-DNA挿入欠損株、すなわち遺伝子組み換え株です。そこで、コシヒカリに炭素イオン線を照射した変異株の中から、Cdが米に蓄積しにくい品種を選抜しました（図2）。本米は生育や品質に差がなく、形質転換体ではないため容易に商業栽培が可能です。現在は「コシヒカリ寒１号」として品種登録されている。 1」に準拠し、実用化に向けてさまざまな分野でテストが行われています。 。
就眠運動を制御するイオンチャネル
ジャスモン酸イソロイシン輸送体の解析
細菌性オキシゲナーゼによる代謝系の解析と物質変換技術への応用しかし、これらの物質の環境中への漏出による汚染は、地球規模で早急に解決すべき問題の一つとなっています。 。
未利用資源の有効活用を目指して
また、近年の世界経済成長に伴う資源需要の拡大により、資源の枯渇や環境汚染などが問題となっています。これらの課題を解決するために、微生物の働きを活用した環境浄化やバイオリファイナリーなどの有用物質生産技術の確立が注目されています。また、従来の焼却・埋立処理を、今後増加が見込まれる廃棄物の微生物処理に置き換えることができれば、温室効果ガスの増加や熱源としてのエネルギー・埋立の使用量が削減されます。これによりセキュリティ上の懸念が軽減されることが期待されています。私たちは、上記の課題を解決するために、環境浄化や有用物質の生産に利用できる微生物の機能を開発し、分子レベルでの解明を目指しています。特に土壌細菌による好気条件下での物質代謝に重要な役割を果たしているオキシゲナーゼの代謝経路に着目し、その機能と発現制御機構を解明しました。このオキシゲナーゼは、分子状酸素を基質に付加することによって炭素-炭素結合を切断する酵素であり、さまざまな細菌に存在します。著者らはこれまで、これらのオキシゲナーゼが植物や化石源由来の残留芳香族化合物の芳香環開裂や植物由来高分子の分子量低下に関与していると説明してきた。 。
環境浄化への利用を目指して
長岡技術科学大学 理学部 生物工学科 笠井 大介
産業廃棄物処理法の革新を目指して
細胞が正常に機能するための細胞構造の制御機構の研究。
細胞増殖と連動する核サイズの制御機構の解明 1）核サイズ異常変異体の選抜
生命の基本単位である細胞が正常な機能を発揮するには、細胞の増殖に伴う細胞構造を適切に制御することが不可欠です。私は、細胞の悪性化と老化を解明することを目的として、真核細胞のモデル生物である酵母を用い、細胞構造のうち特に核の大きさと細胞極性に着目しました（図２）。私たちはこのメカニズムの解明を目指した研究に取り組んでいます。また、細胞増殖に伴う核サイズの制御機構や細胞増殖に伴う細胞極性の制御機構の解明につながる重要な成果も得られました。以下に概要を示します。 。
細胞増殖と連動する細胞極性の制御機構の解明
細胞極性死の確立と維持に重要な細胞形態形成ネットワークの発見。
大腸菌の新規プトレッシン分解系・輸送系・制御系の解明 大腸菌の機能未知遺伝子ycjL とこの周辺にある遺伝子クラ
ポリアミンは糖鎖の両端にアミノ基をもつ化合物群の総称であり、最も重要なものはプトレシン、スペルミジン、スペルミンです。ポリアミンは、微生物から高等動物や植物に至るまで、ほぼすべての生物の細胞に存在します。ポリアミンは、細胞増殖の促進などさまざまな役割を果たす生理活性アミンであり、細胞内濃度は10 mM以上と高い。ポリアミンは生理的pH下で正電荷を有するため、核酸やリン脂質などの負電荷を帯びた細胞内成分に弱く結合し、その活性を調節することで細胞増殖に重要な役割を果たしています。ポリアミンは真核生物の生命維持に必須であり、原核生物の細胞増殖に重要な物質であり、バイオフィルム形成や細胞分化における細胞間シグナルとして機能する重要な物質でもあります。 。
腸内細菌由来ポリアミンの健康寿命延伸作用
腸内細菌におけるポリアミンの代謝と輸送機構の解明。
電極との相互作用に関与する新規因子の同定
電気活性細菌のエネルギー代謝と電流生産を制御する分子機構を解明します。菌株の電気的活動に関与する新たな因子（遺伝子）を探索・同定し、電流の発生を制御する分子機構を研究しました。この講演では、その結果の概要を紹介します。 。
電流生成に関与する遺伝子の発現制御機構の解明
近年、電極と電子の授受を行う微生物（電気活性細菌、以下EAB）が発見され、大きな注目を集めています。 EABはその独特な代謝様式から学術的な関心を集めており、微生物燃料電池（EABを利用して有機物の化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置）や微生物電気合成（電極からEABまで）としても利用されています。二酸化炭素などの単体物質から二酸化炭素に電子を供与して有用物質を合成するプロセスなどの生物電気化学プロセスへの応用が期待されています。これらのプロセスは EAB のエネルギー代謝に基づいているため、その代謝活性を適切に制御し、可能な限り高く維持することが重要です。しかし、EABの生理学的性質は不明な点が多く、電気活性を維持することが難しいことが問題となっている。 。
電極電位に対する代謝応答機構の解明
この研究では、これまで知られていなかった生物学的因子をEAB電流（異化代謝による電極への電子の移動）の生成に使用し、ピルビン酸を酸化分解して電流を生成しました（A）。 。
機能性核酸のハイスループットスクリーニング法
超微細生化学反応系とバイオインフォマティクスを活用した機能性生体高分子の探索技術の開発 核酸やタンパク質に代表される機能性生体高分子は、さまざまな生命現象に深く関わっています。そのため、結合性や酵素活性などを有する生体高分子の大規模スクリーニング系の構築が課題となっている。生命機構の解明に極めて有用な指標として利用されることは、自然界に存在しない新たな機能性分子の創製にとっても重要である。しかし、このスクリーニングには大規模な分子ライブラリーと得られたデータの迅速かつ完全な解析が必要であり、大腸菌を用いた従来の方法では容易ではありません。著者らはこれまでに、機能性生体高分子のハイスループット探索を目的としたいくつかの分析手法を構築してきました。これらの概要を以下に示します。 。
機能性ペプチド，タンパク質のハイスループットスク リーニング法
小島隆明 名古屋大学大学院生命農学研究科講師
エマルジョン液滴ハイスループット調製法
抗体の新規作製技術の開発
バイオインフォマティクスを用いた転写制御機構の解析 上述のように，転写因子は様々な生体内反応機構に深く関与
このような非古典的な結晶成長で合成された生体ミネラルは、古典的な条件下では形成されない特定の配向、形態、多形性、欠陥密度、結晶子サイズを示すことがよくあります。
アコヤガイ貝殻の有機基質の研究
貝殻構造のマトリックスタンパク質に関するその他の研究 アコヤガイの貝殻の外層は、厚さ30～60μmの柱状方解石が厚い有機膜で覆われたハニカム状の構造をしています。私たちは、この有機膜には新しいタンパク質であるプリズマリン-14も含まれていることを発見しました。プリズマリン-14 はキチンと炭酸カルシウムの間を仲介して生体ミネラルの構造を強化することが示唆されました。さらに、キチン分解酵素はリッジピラー層の方解石結晶中の有機ナノファイバーの形成に作用することが示されました。キチン分解酵素が高密度に存在すると、水素結合によるキチンの凝集を阻害し、キチンを分散させることで方解石の結晶中に多数の有機ナノファイバーが侵入し、方解石に高密度の欠陥を生じさせます。劈開を避けることでスケールが大きくなります。生体ミネラル化に関与する他の有機分子の研究。
その他のバイオミネラリゼーションに関与する有機分子 に関する研究
独自の翻訳後修飾アミノ酸を含む金属酵素の機能解析と新規生成。構造の安定化に加えて、その機能は酸化還元/求電子特性や発色団など多岐にわたります。現在までに 30 種類以上の PDC が発見されており、新たな補欠分子族や発色団をもつタンパク質の存在が示されています。 。
物理化学・触媒化学的機能解析
近年、さまざまなペプチドやタンパク質分子において、従来の翻訳後修飾（リン酸化など）の範囲を超えた高度な化学修飾を受けたアミノ酸側鎖が次々と発見されています。アラニンから脱水素化されたデヒドロアラニン、システインから酸素化されたスルフィン酸、スルフィン酸、および芳香族アミノ酸から作られるキノン様側鎖は、リガンドおよび補欠分子族としてタンパク質の中心機能を制御します。 - 派生補因子 (PDC、図 1)。講義では、以下に述べるこれまでの研究成果をまとめ、PDC に関する研究について発表します。 。
成熟化機構
イチジク。 2C）。一方、チロシナーゼは、結晶構造中に活性を示す銅結合ドメインとは別に活性制御ドメインを持っていることが明らかとなった。この活性調節ドメインにはCXXCモチーフがあり、これら2つのシステインはHis-Cys架橋を形成するシステインとともに銅の取り込みプロセスに関与します。彼らはまた、銅の活性酸素種によって駆動される酸化的カップリング反応が、その過程における銅酵素の活性中心近くの His-Cys 架橋の形成に関与していることを示唆しました (図 3C)。さらに、この組換え体は活性を示さないため、プロテアーゼによる加水分解や酸性緩衝液への曝露により活性型に変換できることを見出した。このように、我々は、活性調節ドメインが銅の取り込みを助ける金属シャペロンとして機能するだけでなく、チロシナーゼ分子としての成熟にも寄与していることを示した。特に、酸化還元反応は PDC の形成に深く関与しており、ガラクトースオキシダーゼの Tyr-Cys 形成に関与すると提案されている同様の銅活性酸素種は、His-.Cys 架橋形成にも必要とされます。それが明らかになりました。言い換えれば、水系で酸化数がわずかに変化する金属、特に生体内での Cu と Fe は、PDC 形成にとって最も重要な反応種の 1 つであることが示唆されました。 。
新規金属酵素の分子設計・創製
ミトコンドリア呼吸鎖複合体-Iの機能解明を目的とした生物有機化学的研究。をアミノ酸残基レベルで解明しました。また、ユビキノン結合ポケット内部の化学修飾を検出する方法も確立しました。さまざまな研究結果を以下にまとめます。 。
光親和性標識法による阻害剤の結合部位の同定
これは Body-I ホットスポットであると考えられていました。しかし、著者が研究を始めた段階では、「複合体-Iの阻害剤結合部位はどこに、いくつ存在するのか？」という問いについてはまだ統一された見解がなかった。 Complex-I に対するさまざまな阻害剤の結合部位を同定する目的で、著者は 3 つの阻害剤、フェンピロキシメート、キナゾリン、アセトゲニンを鋳型として使用して光反応性プローブ分子を合成し (図 2A)、ウシ心筋を用いて光親和性標識実験を実施しました。実験材料としてのミトコンドリア複合体-I。その結果、。
シアノバクテリアにおける DNA 複製と細胞増殖の研究 7942 では dnaA が必須であり、染色体の複製がプラスミド複製機構によって置き換えられることが判明しました (5)。 S.
シアノバクテリアの環境応答に関する研究
7942) は 2 ～ 8 コピーの染色体を持っています。細胞では、DNA 複製は完全に光に依存しており、DNA 複製には光化学電子伝達鎖の活性化が必要です (1、2)。私たちは、7120 の dnaA 非依存性複製をさらに調査しています。
シアノバクテリアを用いたゲノム工学技術構築と物質生 産研究
植物性食品の香りを中心とした品質特性要因の探索と食品メタボロミクスによる展開 食品メタボロミクスに基づく解析の有効性を認識し、応用研究を展開しています。 。
香辛野菜におけるフレーバー特性：テルペン系香気成分の 生合成
食品の特性は、材料の種類、保存方法、調理方法によって異なります。また、今の日本は「食の豊かさ」の時代と言われており、見た目の斬新さや味の特徴、機能性の向上が付加価値となって店頭に並ぶようになりました。食品の品質と付加価値に関連するこれらの要因の多くは、食品に含まれる成分（特に有機化合物）の組成に基づく化学的特性です。これまで植物素材とその加工食品を中心に、風味に寄与する香り成分の解析と生合成に取り組んできました。長年にわたって、 。
フードメタボロミクスによる食品の質的変化の検証およ び技術開発
飯島陽子（いいじま・ようこ） 神奈川工科大学応用生命科学部栄養生命科学科
フレーバーオミクス解析の可能性：メタボロームデータと 官能評価の統合解析
抗生物質ストレプトスリシンとその類似体の生合成研究で発見された新しいペプチド合成酵素。
フラボノイドの吸収代謝機構の概要と輸送経路
食品由来フラボノイドの生物学的利用能に関わる生体内代謝産物の化学構造の解析と同定に関する研究成果を紹介します。 。
フラボノイドの基本骨格の化学構造と吸収性
フラボノイドとは、植物性食品に含まれるポリフェノールの一種で、ジフェニルプロパン構造を基本骨格とする化合物の総称です。フラボノイドとは、2つのフェニル基に挟まれたC環の構造に応じて、フラボン、フラボノール、フラバノン、フラバン-3-オール（カテキン）、イソフラボン、アントシアニンなどを指し、その代謝機構を解明することを目的としています。私たちは、化学構造の違いによる吸収代謝への影響を認識しています。フラボノイドの生物学的利用能に関する研究は、フラボノールの代表であるケルセチンの研究を通じて進められてきました。この講義では。
フラボノイド配糖体の糖鎖構造と吸収性
小腸モデル細胞として広く用いられているヒト結腸がん由来のCaco-2細胞を用いてフラボノールであるケルセチンと他のフラボノイドを比較したところ、抱合代謝に対する感受性や代謝産物の輸送方向（吸収経路）が変化した。上皮）を比較した。 6)。特に、B環上の結合位置が異なるイソフラボン（図2）はケルセチンよりも結合しにくく、その多くはアグリコンとして細胞下層に輸送されました。人間におけるケルセチンとイソフラボンの吸収と代謝は、ケルセチン摂取源としてソテーした玉ねぎとイソフラボン摂取源として豆腐を使用したボランティアによる研究でも調査されました。飲み込んだ7)。身体は、組織と細胞の間で情報をやり取りすることによって恒常性を維持しています。生理活性ペプチドは、情報の伝達に関与する生体分子の最も重要なグループの 1 つです。ホルモンや神経伝達物質などの内因性生理活性ペプチドは、不活性な前駆体タンパク質から特定の酵素による切断や翻訳後修飾を受けて活性化され、受容体と相互作用します。この研究で著者は、節足動物の甲殻類の低血糖ホルモン (CHH) ファミリーのペプチドと哺乳類のナトリウム利尿ペプチドのシグナル伝達と処理機構の分子基盤を解明しようとしました。 。
CHH族ペプチドによる内分泌制御機構の解明を目指した 受容体の同定
真菌由来の生物学的に活性な二次代謝物の化学的研究 真菌由来の生物学的に活性な二次代謝物の化学的研究。
高等菌類の子実体形成物質の探索
その結果、スレオニンのみに結合した活性制御型ドメインと、リジンとスレオニンが結合した阻害型ドメインのみの結晶構造が得られました（図１）。
アミノ基キャリアタンパク質を用いる新規リジン生合成 マシナリーの構造機能解析
著者は、アミノ酸を中心とした代謝酵素の制御機構を多面的に解明することを目指し、ロイシン生合成酵素に焦点を当て、その制御機構と機能、進化を調べた。と同様の認識メカニズムであると推測されました。 。
下面発酵ビール酵母について
ビール酵母の発酵因子の解明と産業への応用。ビール酵母を使って作られたビールの歴史は古く、紀元前8000年～紀元前4000年まで遡ると言われています。ビール醸造では、大麦などを煮詰めて作る麦汁と呼ばれる液体中の糖分を酵母が栄養源として発酵し、アルコールと炭酸ガスを生成します。発酵工程はビール醸造における重要な工程の一つであり、その挙動はアルコール生成量やビールの香味成分などビールの品質に大きく影響します。そのため、作りたいビールに合わせて発酵力の高い酵母を選んで使用することが好ましいです。しかし、発酵は複雑な現象であり、ビール酵母の発酵については未だ不明な点が多く、その解明が望まれています。今回は、ビール酵母の中でも、世界で最も人気のある酒類の一つであるラガービールの製造に使用される下面発酵ビール酵母（サッカロマイセス・パストリアナス）の発酵性に寄与する因子について、紹介させてください。 。
染色体構造変化と高発酵に寄与する遺伝子解明
高濃度醸造における高発酵に寄与する因子解明 3-1. 高濃度醸造について
コルジセピン耐性株の発酵挙動。
アロエステロールの同定
アロエベラ由来ステロールの機能性と応用に関する研究 アロエベラは、古くから人類に利用されてきた植物として存在します。今回は、アロエベラ葉肉の健康機能とその成分、その応用についての研究を紹介します。 。
アロエステロールの抗肥満効果とその作用機序
森永乳業株式会社 素材応用研究室 田中 美潤食品成分には栄養素だけでなく、さまざまな健康機能をもつ成分が含まれています。食品素材に含まれる有効成分を同定し、その機能性やメカニズムを解明し、ヒトにおける体内動態や安全性、有効性などの資料を取得することは、健康維持や疾病予防への機能性食品素材の活用につながります。これは にとって重要なトピックです。
アロエステロールのヒト皮膚線維芽細胞への作用
私たちはこれからも、機能性研究を通じて開発された栄養製品を通じて、人々の健康の保持増進に貢献していきたいと考えています。ポリフェノールの薬物動態に関する研究。
セサミン・エピセサミンの体内動態
ポリフェノールが十分な量で吸収されるか、標的組織に到達するか、いつどのように体外に排泄されるか、ポリフェノールの代謝や輸送に影響を与えるかどうかなど、体内のポリフェノールの薬物動態を理解する必要があります。ポリフェノール。薬物。 、正しく理解することが重要です。生理機能の詳細な作用機序を解明するためには、薬物動態を理解することも重要です。 2. このことは、セサミンの作用機序を解明する上で代謝産物が重要であることを示しています。 。
ケルセチン配糖体の体内動態
b) 久保田道夫 林原生化学研究所 13 1956. Raziskave metabolitov Aspergillus versicoler。
