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ヒトミルクオリゴ糖生産

概要

人乳には多量の糖質が含まれている。ヒトは牛よりも遙かに複雑な化学構造のミルクオリゴ糖を、初乳期だけでなく常乳期にも分泌することが知られている。
このヒトミルクに特徴的なオリゴ糖をヒトミルクオリゴ糖（HMO）と呼ぶ。
HMOはプレバイオティクス、感染防御因子の役割を担っていると考えられている。
ラクトNビオース
HMOにはラクトNビオースⅠ（LNB）構造が存在するが、乳児自身はこれを栄養源とできない。
LNBの代謝に関わるラクト-N-ビオシダーゼとGNB/LNBトランスポーターは、腸内ゲノム細菌ではビフィズス菌のみに見られる。
ビフィズス菌はヒト腸管に生息する嫌気性細菌で、bifid shuntと呼ばれる特異な解糖系を持つ。 この系では乳酸や酢酸し、有害菌の増力阻害や宿主エネルギー源などとして利用される。
ビフィズス菌は分泌酵素（GLNBP）によりLNBを切り出した後、特異的トランスポーターにより菌体内に移行させ、栄養源として用いる。
このため、HMOは母乳栄養乳児の腸管内に速やかにビフィズス菌寡占状態の菌叢を形成させると考えられている。
従来の市販オリゴ糖と比較してより強いビフィズス菌増殖活性をもつLNBは、産業上有用であると考えられている。
ビフィズス菌のHMO代謝経路
ビフィズス菌のHMO代謝経路 http://www.naro.affrc.go.jp/nfri/introduction/chart/0902/

機能に関する知見

機能を示すメカニズム

Sucrose phosphorylase, Galactose-1-phosphate uridylyltransferase, UDP-glucose 4-epimerase, Lacto-N-biose phosphorylaseの四遺伝子を組み込み、生産させる。
ビフィズス増殖に効果的なミルクオリゴ糖成分の製造方法
ビフィズス増殖に効果的なミルクオリゴ糖成分の製造方法 http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/nfri/2006/nfri06-19.html
Protein nameuniprotINTERPROMiFuP Trigger
(1) Sucrose phosphorylase Q8G6U7 IPR006047. Glyco_hydro_13_cat_dom.
IPR013781. Glyco_hydro_catalytic_dom.
IPR017853. Glycoside_hydrolase_SF.
IPR015325. Suc_Porlyase_C.
IPR016377. Sucrose_phosphorylase.
IPR022527. Sucrose_phosphorylase_GftA 		TIGR03852
(2) Galactose-1-phosphate uridylyltransferase
(EC 2.7.7.12)		 Q8G507 IPR001937. GalP_UDPtransf1.
IPR005850. GalP_Utransf_C.
IPR005849. GalP_Utransf_N.
IPR011146. HIT-like. 		TIGR00209
(3) UDP-glucose 4-epimerase Q8G3V9 IPR025308. Epimerase_C.
IPR001509. Epimerase_deHydtase.
IPR005886. GalE.
IPR016040. NAD(P)-bd_dom.
IPR008089. Nuc_sugar_epim. 		TIGR01179
(4) Lacto-N-biose_phosphorylase Q8G3W2 IPR012711. Lacto-N-biose_phosphorylase. TIGR02336

実用化例

現在のところ、微生物由来のLNBの生産方法としては大腸菌による組換え法のみが知られている。

参考文献

関連外部リンク

MiFuPへのリンク

（更新日 2014/03/13）