農化学におけるアミノ酸研究：過去と未来」。日本で。
特別講演 農芸化学分野におけるアミノ酸研究 −これまでとこれから−
博士。農芸化学会の初代会長である鈴木梅太郎はドイツ留学を経て帰国後、ビタミンだけでなくタンパク質やアミノ酸などを栄養学的な観点から研究しました。農芸化学とは何かについて、農芸化学の発展、研究成果、実践成果を例に挙げて解説します。
日本農芸化学会会長，石川県農業短期大学 熊谷 英彦
アミノ酸の研究とその工業的生産はその代表例と言えるが、日本農芸化学会の設立と前後して、天然有機化合物の化学構造の研究が盛んに行われるようになった。第二次世界大戦後、機器分析法の開発により研究が大きく加速しました。多くの輝く構造 研究の背後には、かなりの数の誤った構造提案がありました。なぜエラーが発生したのでしょうか?将来の間違いを避けるためには、間違いを明確にする必要があります。
特別講演 間違いはなぜ起こるか −天然物有機化学の立場から−
このプレゼンテーションでは、失敗の 3 つの原因について説明します。A. 実験データの準備 B. 分離および分析方法の不備。また、合成研究がどのように誤りを明らかにし、場合によっては正しい構造に導かれたのかについても説明します。記録された接続の一部は です。
日本農芸化学会前会長，東京大学名誉教授 森 謙治
ポリリン酸は、アデノシン三リン酸 (ATP) と同様の高エネルギーリン酸結合によって数百個のリン酸が結合したリン酸生体高分子です。この物質は微生物から高等生物まで広く存在します。しかし、約10年前までポリリン酸に関する研究はほとんど行われていませんでした。高分子は生体内に遍在していますが、このような未踏の研究対象物質が見つかることは極めて稀であり、オリジナリティを発揮するには最適の物質であると考えました。著者らは、ポリリン酸のみをリン酸化の基質とするグルコキナーゼを発見し、ポリリン酸が高度に蓄積された生体エネルギー物質であることを説明した。スタンフォード大学のアーサー・コーンバーグ博士と共同で、大腸菌におけるポリリン酸の蓄積機構とその生物学的機能を分子レベルで初めて解明した。これらの基礎的な研究内容に加えて、ポリリン酸の応用開発に関する研究について簡単に述べたいと思います (3) ポリリン酸を利用した人工酵素の研究 ポリリン酸はリン酸のポリマーであり、実はATPと同様にエネルギーを生み出す物質です。この物質はリン酸を加熱すると生成します。原始生命が誕生したと考えられている火山の熱水からも検出されます。このような理由から、生命エネルギーの最も原始的な形態であると言われています。私たちは、このポリリン酸をATPの代わりに直接エネルギーとして利用するグルコキナーゼを発見しました。この酵素はATP型グルコキナーゼの祖先と考えられており、生命エネルギー進化の謎が隠されていると考えられています。私たちは、現在のATP型酵素をポリリン酸型酵素に変換する人工酵素の開発を行っています。
受賞講演 微生物のポリリン酸研究の新展開
(1) 貴重なリン資源のリサイクル技術の開発 ポリリン酸の蓄積機構を解明し、変異誘発によりリンを蓄積する微生物を開発しました。驚くべきことに、現在改良中の微生物の細胞内ポリリン酸含量は、微生物の総重量の約３０％を占めることが判明した。この微生物のリン含有量はリン鉱石に比べて若干低いですが、バイオリン鉱物（現大阪大学教授大竹久雄氏の名にちなんで名付けられました）と呼ぶことができます。バイオリン鉱石の製造技術の創出、富栄養化を防止する環境技術の開発、貴重なリン資源のリサイクル技術の開発を検討しています。この研究は科学技術庁(PREST)とSORSTによって進められています。 (2)超高感度ATP検出用バイオセンサーの開発 ポリリン酸を用いたATP増幅反応を初めて開発しました。原理は、まずポリリン酸 (polyP)、アデノシン一リン酸 (AMP)、アデニル酸キナーゼ (ADK)、およびポリリン酸キナーゼ (PPK) を混合することです。このままではATPは生成されませんが、反応系に少量のATPを加えると、アデニル酸キナーゼによりATP1分子とAMP1分子から即座に2分子のアデノシン二リン酸（ADP）が生成されます。得られたADPは、ポリリン酸およびポリリン酸キナーゼによって二分子ATPに変換されます。この反応が繰り返されて、数分以内に大量の ATP が生成されます。増幅したATPをルシフェラーゼ発光反応にさらすことで、単一微生物由来のATPを検出することに成功しました。現在、この技術を活用して、バイオ関連研究向けの高感度細菌検出技術の開発を計画しています。この研究開発は広島県知財部会の承認を受け、現在研究開発中です。
広島大院・先端物質科学，科学技術振興機構 黒田 章夫
(3) ポリリン酸を利用した人工酵素の研究 ポリリン酸は、リン酸が高エネルギーのリン酸結合で縮合したリン酸ポリマーであり、実際にATPなどのエネルギーを生み出す物質です。この物質はリン酸を加熱すると生成します。原始的な生命が誕生したと考えられている火山の熱水からも発見されています。このような理由から、生命エネルギーの最も原始的な形態であると言われています。私たちは、このポリリン酸をATPの代わりに直接エネルギーとして利用するグルコキナーゼを発見しました。この酵素はATP型グルコキナーゼの祖先と考えられており、生命エネルギー進化の謎が隠されていると考えられています。私たちは、現在のATP型酵素をポリリン酸型酵素に変換する人工酵素の開発を行っています。 。
Ａ−１ アフィニティータグを用いた酵素のポリスチレンラテックスへの固定化と高性 能化
最適なマーカーのスクリーニングに加えて、酵素活性の増強に対するマーカーの添加の影響を調査しました。
Ａ−２ 土壌細菌由来耐熱性モノグリセリドリパーゼの特性解析と遺伝子の同定
ピリドキシン酸の Vmax および Km 値を計算しました。この酵素の一次配列を相同性検索により解析した。
Ａ−６ 塩ストレス抵抗性オオムギで発現するACC酸化酵素遺伝子のクローニング
【結果】両種類のオパインは腫瘍と相同な器官である根（毛根）に豊富に蓄積しており、合成酵素遺伝子プロモーターも根で高発現を示した。オキシダーゼと相同性を示す遺伝子が高発現していることが明らかとなった。本研究では、塩ストレス耐性オオムギで高発現しているACCオキシダーゼの構造と機能を解明することを目的として、この遺伝子の全cDNA配列を決定し、その一次構造と大腸菌におけるその一次構造を推定した。やったよ。
Ａ−７ 銅イオン存在下で生育するホンモンジゴケの澱粉分解酵素に関する研究
目的: コケゴケは銅が豊富な地域に生育します。コケの独特なデンプン代謝系を解明するために、炭素源を含まない銅含有村重スクーグ基本塩固体培地でコケ原糸体を培養し、細胞内の澱粉分解酵素を調べた。腸内細菌クロストリジウム属細菌由来の食物繊維分解酵素を用いてオリゴ糖を合成。
Ａ−10 トルエン耐性細菌によるトルエンからのクレゾール生産
そこで、生物生産技術が確立されていない疎水性物質の酸化反応過程の基礎技術の開発を目指した研究を行っています。本発表では、有機溶媒耐性を有するトルエン資化性細菌を用いた芳香族炭化水素の一酸素化システムの開発を行ったので報告する。
Ａ−11 組換え大腸菌を用いたケトンの不斉還元
パン酵母から以前に単離精製されたカルボニルレダクターゼSCRは、α-クロロケトン、α-アセトキシケトン、α-、β-、γ-ケトエステル、β-ジケトンなどの広範囲の基質に対して還元活性を示しました。補酵素NADPHを再生するために、バチルス・メガテリウム由来のグルコースデヒドロゲナーゼ遺伝子を同一プラスミドにタンデムに組み込み、両遺伝子の共発現系を構築した。還元反応は、静止細胞に基質とグルコースを添加するだけでも進行しますが、基質に 0.4 mol% NADP + を添加すると反応が促進されました。現在、16 種類のケトンが効率的かつ高度にエナンチオ選択的に不斉還元されています。
Ａ−12 クランベリージュース飲用後のヒト尿中代謝物の分析（第１報）
【方法】高発現系として知られるメタノール資化性酵母 Pichia pastoris においてグリセルアルデヒド_3_リン酸デヒドロゲナーゼプロモーターを用いて OVA を発現させ、主に翻訳後修飾の観点から OVA の性質を解析した。この酵母発現系では、2つの成分の発現が確認され、翻訳後修飾であるリン酸化とN末端アセチル化は起こらず、糖鎖修飾は起こった。両成分の違いはモノグリコシル型とジグリコシル型であり、非グリコシル型は存在しなかった。構造は卵白由来のものとほぼ同じであったが、両成分の熱安定性は約1.5％低下した。 2.5℃。
Ｂ−１ 酵母 Pichia pastoris で発現させた鶏オボアルブミンの構造特性
目的：鶏卵白アルブミン（OVA）は卵白中の主要なタンパク質であり、その優れた栄養機能性から食品加工素材として使用されています。この OVA の構造と機能的特徴を解明するために、自由に変異する能力を利用して遺伝子工学的手法により発現させました。
Ｂ−２ 酵母発現系を用いた鶏卵白アルブミンの N 型糖鎖欠損変異体の発現とその分子 特性
目的: ホスビチンは卵黄に含まれる高度にリン酸化された糖タンパク質であり、その 217 残基の約 60% がホスホセリンです。熱に対しても非常に安定しています。私たちの研究室では、少量のホスビチンを添加すると、加熱された卵白ゲルが変化し、透明になることを発見しました。 【結果】フォスビチンを少量添加すると卵白ゲルは透明になるが、フォスビチンを過剰に添加すると白濁する。ホスビチンの添加により、ゲル強度と保水性も向上しました。さらに、ホスビチンは各卵白タンパク質溶液の熱凝集を阻害することが判明しました。この阻害能力は塩および脱リン酸化によって低下し、ホスホセリン残基が凝集の阻害に関与していることが示されました。また、オボトランスフェリン上のホスビチンによる凝集の抑制は、オボトランスフェリンの熱安定化によるものと考えられる。
Ｂ−３ ホスビチンの卵白タンパク質に対する凝集抑制機構
方法: 12% 卵白溶液にホスビチンを添加し、80℃で 30 分間加熱することにより、加熱ゲルを調製しました。各卵白タンパク質溶液 (オボトランスフェリン、オボアルブミン-リゾチーム) とホスビチンの間の加熱相互作用を、濁度 (500 nm での吸光度)、電気泳動、HPLC および CD スペクトルによって調査しました。
Ｂ−４ キトサンの油吸着能及び血清中性脂肪に与える影響について
目的: 動物性タンパク質のカゼインは、大豆タンパク質と比較して血清コレステロール値を低下させることが知られています。しかし、動物や植物のタンパク質の実験に卵巣摘出（OVX）ラットを使用した例はほとんどありません。 OVX 処理ラットは、無傷のラットよりも血清コレステロール濃度が上昇する可能性が高いため、閉経後の女性モデルとしての実験に適しています。そこで、OVX ラットにカゼイン、米、大豆、ジャガイモ、小麦タンパク質を与え、脂質代謝に対するそれらの影響を比較しました。
Ｂ−５ 卵巣摘出ラットにおける各種植物性タンパク質の脂質代謝の影響
方法： 30 匹の生後 6 か月の雌 Wistar ラットに OVX を与え、十分に回復した後、タンパク源としてカゼインを含む飼料、または含まれるタンパク源として米、大豆、ジャガイモ、または小麦タンパク質を含む飼料を与えた。タンパク質含有量20％）を4週間増加させました。飼育終了直前の３日間に糞便を採取し、飼育最終日に採血し、肝臓を摘出した。血清および肝臓のコレステロール濃度、便中の胆汁酸含量および胆汁酸画分、小腸内の胆汁酸含量および胆汁酸画分を測定したところ、米、大豆、ジャガイモ群で肝臓コレステロール濃度が有意に低下した。糞便胆汁酸排泄量はイネ群で有意に増加し、ジャガイモ群ではさらに有意に増加した。小麦群では、血清コレステロール濃度、肝臓コレステロール濃度、糞便胆汁酸排泄量に有意差は認められなかった。
Ｂ−６ ダイオキシン投与ラット精巣における発現遺伝子の解析
アルコールやブドウ糖の吸収阻害など、数多くの生理活性を示すことが報告されているが、食品として利用されるサポニン成分の化学構造や生理活性については不明である。この研究では、苦味を除去する処理が施された食用マロニエから、4つのエスシン由来の変換物質を発見しました。次に、HPLC分析、1H_NMR、。その結果、4つのエスシンのC22位のアセチル基が脱離した物質であることが同定された。これらの生物活性を評価するために、生後 6 週齢の雄 ICR マウスに 4 種類の脱アセチル化エスシンを含む画分を投与し、経口耐糖能試験を実施しました。血糖値の上昇が顕著に抑制されることが観察されました。
Ｂ−７ あくぬき処理トチノキ種子のサポニン成分の化学構造と血糖値上昇抑制作用
トチの種子、いわゆるトチは、トチ餅やトチ饅頭などの食品の原料として日本各地で利用されています。マロニエに強い苦味があるのは、エスシンと呼ばれるトリテルペノイド配糖体のサポニンが含まれているためです。そのため、食用として利用するにはアルカリ性の木灰溶液に浸して硬さを取り除く必要があります。最近の研究では、エスシンには抗炎症作用があることが示されており、また 13C NMR とエレクトロスプレーイオン化質量分析により 4 種類のエスシンの化学構造が明らかになりました。
御因子の解析
目的：地下水や土壌汚染の原因となるトリクロロエチレンなどのハロゲン化揮発性有機化合物を促進酸化処理により分解します。試料溶液：電解水の混合比を95：5とし、過酸化水素を250mg/lの濃度で添加した場合に最適な分解条件が得られました。
Ｂ−９ 促進酸化処理法による揮発性有機ハロゲン化合物の分解
【方法】 促進酸化処理方法として、電解液（1GES）を電気分解して得られる活性酸素種（次亜塩素酸、オゾン、ヒドロキシルラジカル等）を含む溶液（以下：電解水）と分解された過酸化水素の7種類揮発性ハロゲン有機化合物 (クロロホルム、1,1,1_トリクロロエタン、トリクロロエチレン、ジブロモクロロメタン、テトラクロロエチレン、ブロモジクロロメタン、ブロモホルム)。ハロゲン揮発性有機化合物は GC-ECD (GC_14A 1 島津製作所) を用いて分析しました。試料溶液と電解水の混合比（試料溶液：電解水を変えて分解能力を比較）。そこで本研究では、生存状態や生理的分解活性を迅速に測定できるモニタリング手法を開発することを目的とした。汚染された場所の細菌。
Ｂ−11 微生物細胞集団の活性モニタリング手法の開発
方法: 微生物細胞集団は、さまざまな蛍光色素で細胞を染色し、レーザー走査サイトメトリーによって検出されました。土壌サンプルは緩衝液に懸濁し、メンブランフィルター上に単層の土壌が形成されるように減圧濾過により採取して調製した。 【結果】細胞の蛍光を選択的に検出するためのモード設定を検討した結果、土壌粒子とGFP発現細菌の混合サンプルを測定したところ、約80％の細胞が蛍光タンパク質（GFP）を発現している細胞が検出されました。 GFP 発現型 E.
Ｂ−12 好酸性鉄酸化細菌の外膜タンパク質FopAの機能解析
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