平成18年度 研究成果

4. 第4四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Gene Silencing by RNA Interference in the Koji Mold Aspergillus oryzae RNA干渉による麹菌<I>(Aspergillus oryzae)遺伝子サイレンシング系の開発

著者
O. Yamada, R .Ikeda, Y. Ohkita, R. Hayashi, K. Sakamoto, and O. Akita
山田修、池田凉子、大北由佳、林梨咲、坂本和俊、秋田修
要約

We found the orthologous genes required for RNA interference (RNAi) in the Aspergillus oryzae genome database, and constructed a set of tools for gene silencing using RNAi in A. oryzae. This systI utilizes compatible restriction enzyme sites so that only a single target gene fragment is required to create the hairpin RNA cassette. For ease of handling, we also separated the construction of the hairpin RNA cassette for the target gene from its subsequent introduction into the expression vector. Using the brlA gene as a target for RNAi, we detected decreased mRNA levels and a delayed conidiation phenotype in the transformants. Furthermore, even though A. oryzae possesses three copies of the alpha-amylase gene, a single copy of an alpha-amylase RNAi construct was sufficient to downregulate the mRNA levels and decrease the enzymatic activity to 10% of control levels. Gene silencing by RNAi should provide a powerful genetic tool for post-genomic studies of the industrially important fungus A. oryzae.

Aspergillus oryzaeに対するRNA干渉 (RNAi)ツールを開発した。コンパティブルな制限酵素サイトを利用し、1つの遺伝子断片でヘアピンカセットを構築することができる。カセットの構築とその発現ベクターへの導入を分離し、取り扱いを容易とした。brlA遺伝子に対するRNAiにより、mRNA量の低下と分生子形成の遅れが観察された。さらに、麹菌が3コピー保有するαーアミラーゼ遺伝子の酵素活性を、1つのRNAiコンストラクトにより10%程度にまで低下させることができた。RNAiによる遺伝子サイレンシング系は、A. oryzaeにおけるポストゲノム研究における有力なツールとなる。

掲載雑誌
Bioschi. Biotechnol. Biochem., 71, 138-144 (2007)

2 Effects of milling ratio on properties of endosperm starches and rice flours from milled Japanese rice grains 精米歩合が日本米の胚乳デンプンおよび米粉特性に及ぼす影響

著者
M. Okuda, K. Kobayashi, T. Itani, I. Aramaki and K. Hashizume
奥田 将生, 小林 和貴, 猪谷 富雄, 荒巻 功, 橋爪 克己
要約

Flour and endosperm starch prepared from rice grains of three Japanese rice cultivars milled from 90 to 30% of their original weight were subjected to physicochIical/structural analysis in order to examine the relationship between milling ratio and physicochIical/starch structural properties. The peak viscosity of the rice flours was found to increase with decreasing milling ratio, while that of the purified starches did not change significantly. The gelatinization peak tIperature of the rice flours was found to decrease while enthalpy changes increased with decreasing milling ratio. The gelatinization peak tIperature of the purified starches was not found to change significantly with different milling ratios. Differences in structural properties of purified starches were examined by gel-filtration chromatography of isoamylase debranched starch. The FI (percentage of amylose) and FIIb/FIIa (ratio of short-to-long chain amylopectin) were found to be constant for all three cultivars for milling ratios ranging from brown rice to 30%.

精米歩合と物理化学的およびデンプン構造特性との関連性を調べるために、清酒醸造に使用される日本の3品種の米を、玄米から精米歩合90-30%に搗精し、米粉と精製デンプンを調製した.ラピッド・ビスコ・アナライザーで測定した粘度特性においては、米粉で精米歩合が低くなるに伴い、最高粘度が増加したが、精製デンプンでは顕著な変化はみられなかった.示差走査熱量計による糊化特性の解析では、精米歩合が低くなるに伴い、米粉では糊化ピーク温度が低下し吸熱エンタルピー変化量は増加したが、精製デンプンではこれらのパラメータの変化は小さかった.イソアミラーゼで枝切りしたデンプンのゲルろ過HPLCを行い、デンプンの組成・構造を解析した.FI(アミロースの割合)、FIIb/FIIa(アミロペクチンの短鎖/長鎖比)は、品種間に差異がみられたものの、同一品種では精米歩合90-30%で差異はみられなかった。

掲載雑誌
J. Appl. Glycosci., 54, 1-5 (2007)

3 The Driselase-treated fraction of rice bran is a more effective dietary factor to improve hypertension, glucose and lipid metabolism in stroke-prone spontaneously hypertensive rats compared to ferulic acid コメ赤糠のドリセラーゼ処理画分はフェルラ酸と比較して脳卒中モデルマウスの血圧、グルコース及び脂質代謝の改善により効果的な食餌ファクターである。

著者
Ardiansyah, H. Shirakawa, T. Koseki, K. Hashizume, and M. Komai
アルディアンシャー、白川仁、小関卓也、橋爪克己、駒井三千夫
要約

The aim of this study is to investigate the effects of dietary supplIentation with the Dreselase-treated fraction (DF) of rice bran and ferulic acid (FA) on hypertension and glucose and lipid metabolism in stroke-prone spontaneously hypertensive rats (SHRSP). Male SHRSP at 4 weeks of age were divided into three groups, and for 8 weeks were fed (1) a control diet based on AIN-93M, (2) a DF of rice bran-supplIented diet at 60g/kg and (3) an FA-supplIented diet at 0.01g/kg. Means and standard errors were calculated and the data were tested by one-way ANOVA followed tolerance, plasma nitric oxide (NOx), urinary 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine and other parameters. In particular, compared to the FA diet, the DF diet produced a significant improvIent in urinary NOx, hepatic triacylglycerol and several mRNA expressions of metabolic parameters involved in glucose and lipid metabolism. The results of the metabolic syndrome-related parameters obtained from this study suggest that the DF diet is more effective than the FA diet.

本研究の目的は、脳卒中モデルラット(SHRSP)の血圧、グルコース及び脂質代謝に及ぼすコメ赤糠のドリセラーゼ処理画分(DF)及びフェルラ酸(FA)の影響を調べることにある。4週齢のSHRSP雄ラットを、3グループに分けた。(1)AIN-93M-based コントロール食餌、(2)コメ赤糠のDFを60kg/kg添加した食餌、及び(3)FAを0.01g/kg添加した食餌。平均値と標準誤差を計算し、データはone-way ANOVAによって血漿中の一酸化窒素及びurinary 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine及びその他のパラメーター について検定した。特に、FA食餌と比較して、DF食餌はurinary NOx 、血漿中のトリアシルグリセロール及びグルコースと脂質代謝に関連する代謝パラメーターのいくつかのmRNAに関して有意な改善効果を生じた。本研究によって得られたメタボリックシンドローム関連パラメーターに関する結果は、DA食餌がFA食餌と比較してより有効であることを示唆している。

掲載雑誌
British Journal of Nutrition, 97, 67 -76, (2007)

4 Genome-Wide Expression Profile of Sake Brewing Yeast under Shaking and Static Conditions 清酒酵母の振盪、静置培養下でのゲノムの遺伝子発現プロファイル

著者
M. Shobayashi, E. Ukena, T. Fijii and H. Iefuji
庄林愛、浮穴栄子、藤井力、家藤治幸
要約

To identify the genes responsible for characteristics, that are different as between sake brewing yeasts and laboratory yeast strains, we used a DNA microarray to compare the genome-wide gene expression profiles of a sake yeast, Saccharomyces cerevisiae K-9 (kyokai 9), and a laboratory yeast, S. cerevisiae X2180-1A, under shaking and static conditions. The genes overexpressed in K-9 more than in X2180-1A were related to C-metabolism, including the HXT, ATP, and COX genes, ergosterol biosynthesis, ERG genes, and thiamine metabolism, THI genes. These genes may contribute to higher growth rates and fermentation ability and the ethanol tolerance of sake yeast. The genes underexpressed in K-9 more than in X2180-1A were CUP1-1 and CUP1-2, PHO genes, which may explain the low copper tolerance and low acid phosphatase activity of sake yeast. These underexpressed genes agree with the features and the alteration of the genome structure of sake yeast.

清酒酵母の特性に関与する遺伝子の解析のため、清酒酵母(協会9号)と実験室酵母(X-2180-1A)の、振盪、静置培養下でのゲノムの遺伝子発現プロファイルをDNAマイクロアレーにて調べた。実験室酵母と比較し、清酒酵母(K-9)において炭素代謝に関与するHXT, ATP, COX遺伝子群、およびエルゴステロール合成系のERG遺伝子、チアミン合成系のTHI遺伝子群が高発現していた。これらは清酒酵母の高い増殖能力、発酵能力、エタノール耐性に貢献しているものと考えられる。

一方、清酒酵母(K-9)においてCUP1、PHO遺伝子群の発現が低く、これは清酒酵母の低い銅耐性や低い酸性フォスファターゼ活性の特性を裏付けるものであった。

掲載雑誌
Biosci., Biotechnol., Biochem., 71, 323-335、(2007)】

5 S-adenosylmethionine (SAM)-accumulating Sake Yeast Suppresses Acute Alcohol-induced Liver Injury in Mice マウスにおいてS-アデノシルメチオニン(SAM)を蓄積した清酒酵母が急性アルコール性肝障害を抑制する

著者
H. Izu, M. Shobayashi, Y. Manabe, K. Goto, H. Iefuji
伊豆英恵、庄林愛、眞鍋康子、後藤邦康、家藤治幸
要約

Suppressive effects on acute alcoholic liver injury by S-adenosylmethionine (SAM) and sake yeast, Saccharomyces cerevisiae Kyokai No.9, were shown previously. To enhance the suppression of acute alcoholic liver injury by sake yeast, we prepared SAM-accumulating sake yeast (SAM yeast). Male C57BL/6 mice that had been fed a diet containing 0.25% SAM yeast or sake yeast for two weeks received three doses of ethanol (5 g/kg BW). In the mice fed SAM yeast, ethanol-induced increases in both triglyceride (TG) and alanine aminotransferase (ALT) were significantly repressed. In addition, SAM yeast-fed mice did not show an ethanol-induced decrease in hepatic SAM level, suggesting that a disorder of methionine metabolism in the liver caused by ethanol was relieved by SAM yeast. Theses results suggested that SAM yeast has much effect on the suppression of acute alcoholic liver injury in mice compared with sake yeast.

S-アデノシルメチオニン(SAM)や清酒酵母によるアルコール性肝障害抑制が明らかにされている。清酒酵母によるアルコール性肝障害抑制を促進するため、SAMを蓄積した清酒酵母(SAM酵母)を作製してアルコール性肝障害への影響を調べた。マウスにSAM酵母を混餌投与(0.25%)後、エタノール(5 g/kg体重)で急性アルコール性肝障害を誘導した結果、エタノールによるトリグリセリド及びアラニンアミノトランスフェラーゼの上昇、肝臓SAM量の減少をSAM酵母が抑制しており、SAM酵母の急性アルコール性肝障害抑制効果が明らかになった。また、清酒酵母よりも低用量でSAM酵母は急性アルコール性肝障害を抑制することが示唆された。

掲載雑誌
Biosci. Biotechnol. Biochem., 70, 2982-9 (2006)

6 FLO5及びYHR213W由来のプライマーを用いたPCR法による清酒酵母,焼酎酵母及びブドウ酒酵母の識別 PCR using primers targeting the FLO5 and YHR213W to discern sake yeast, shochu yeast and wine yeast.

著者
福田央、周延、三上重明
H. Fukuda, Y. Zhou, S. Mikami
要約

清酒酵母,焼酎酵母及びブドウ酒酵母間の判別にPCR法が検討された。FLO5由来のプライマーによるPCR産物は, 清酒酵母と焼酎酵母で異なった。更にYHR213W由来のプライマーによりブドウ酒酵母と多くの他の醸造酵母は判別できた。しかし, 焼酎酵母KF1のPCR産物はブドウ酒酵母のものと似ているため判別できなかった。PCR法により醸造酵母を判別する方法は, 従来の生理学的性質を利用する方法に比べて容易であることから, これらのプライマーを用いる清酒酵母,焼酎酵母及びブドウ酒酵母間の識別は有用であった。

In order to discern sake yeast, shochu yeast and wine yeast, a specific polymerase chain reaction (PCR) was investigated. PCR products between shochu yeast strains and sake yeast was differed by using primer designed the open reading frame of FLO5. Between wine yeasts and most of other yeasts was distinguished by primer designed the open reading frame of YHR213W. But PCR products of shochu yeast KF1 are resIble that of some wine yeasts, we could not discern thI. As a method based on the PCR to discern brewing yeasts was simpler than classical physiological methods, it was useful to discern brewing yeast with different purpose of application.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 102, 139-145 (2007)

7 Effect of high temperature on anthocyanin composition and transcription of flavonoid hydroxylase genes in ‘Pinot noir' grapes (Vitis vinifera) 高温条件がブドウ(Vitis vinifera)ピノ・ノアールのアントシアニン組成およびフラボノイド水酸化酵素の転写に及ぼす影響

著者
K. Mori, N. Goto-Yamamoto, M. Kitayama and K. Hashizume
森健太郎、後藤(山本)奈美、北山雅彦、橋爪克己
要約

Anthocyanin accumulation in grape berry skins is influenced by temperature during the maturation period. Although it has been reported that high temperatures result in lower anthocyanin concentrations in berry skins, their effects on anthocyanin composition remain unclear. To study the effect of high temperature on anthocyanin composition, the accumulation of individual anthocyanins in the skin of ‘Pinot noir' berries was investigated in two experiments: Experiment 1, high morning and evening temperature treatment; Experiment 2, high day-time temperature treatment. High temperatures (30°C) in the morning and evening did not the affect the total anthocyanin content in the skin, but decreased the levels of delphinidin 3-glucosides, petunidin 3-glucosides and malvidin 3-glucosides, which are 3',5'- hydroxylated, or methylated following 3',5'-hydroxylation. A high day-time temperature (35°C) also decreased the levels of delphinidin, petunidin and malvidin 3-glucosides. In both Experiments, grape berries grown under high temperature had a low abundance of mRNA for flavonoid 3', 5'-hydroxylase (F3'5'H) in the skin. These results suggest that changes in the accumulation of individual anthocyanins in the skins of ‘Pinot noir' grape berries, due to high temperature, are regulated at the level of transcription of the F3'5'H gene.

一般に、ブドウ果皮へのアントシアニンの蓄積は成熟期の温度の影響を受ける。高温は果皮のアントシアニン濃度を低下させることが報告されているが、アントシアニン組成への影響は明らかにされていない。そこで、高温がアントシアニン組成に及ぼす影響を明らかにするために、次の条件でピノ・ノアール果皮の各アントシアニンの蓄積を検討した:実験1 朝夕高温と対照、実験2 明期高温と対照。朝夕の高温(30℃)は総アントシアニン含量に影響しなかったが、デルフィニジン-3-グルコシド、ペチュニジン-3-グルコシド、及びマルビジン-3-グルコシド含量を低下させた。明期の高温(35℃)も同様に、デルフィニジン、ペチュニジン及びマルビジンの各3-グルコシドを減少させた。両実験とも高温条件の果実では、果皮のF3'5'HのmRNAレベルが低下した。このように、昼間の高温条件はピノ・ノアール果皮のアントシアニン組成を変化させた。特に3'5'-置換アントシアニンが減少し、これはF3'5'H遺伝子のmRNA蓄積が阻害されたことによるものと推定された。

掲載雑誌
J. Hort. Sci. Biotechnol., 82, 199-206 (2007)

(2) 取得特許

1 新規チロシナーゼ遺伝子melB

出願番号
特許第3903125号(P3903125)
発行日
平成19年1月19日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所 、月桂冠株式会社
発明者
小畑浩、石田博樹、秦洋二、川戸章嗣、安部康久、赤尾健、秋田修、一島英治
解決手段

製麹等の固体培養でも褐変が依然として生じている現状に鑑み、melOとは異なる固体培養で大量に発現するチロシナーゼ遺伝子を単離することである。そしてこの新規チロシナーゼ遺伝子を用いて、米麹の褐変防止など食品の褐変防止に広く利用することである。

効果

本発明により、麹菌の褐変性を持つチロシナーゼ(melB)を大量に生産することが可能となり、清酒麹の褐変防止、醸造食品の着色防止、着色防止物質の開発など様々な産業分野に利用することを可能にするものである。また本発明は麹菌の酵素を麹菌で生産させるため、生産される酵素蛋白は非常に安全性が高く、食品、医薬品、化粧品産業などへも応用が可能な画期的な技術である。

2007/4/12 掲載

3. 第3四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 Rice Protein Digestion by Sake Koji Enzymes: Comparison between Steamed Rice Grains and Isolated Protein Bodies from Rice Endosperm 清酒麹酵素によるコメタンパク質の消化:蒸米粒とコメ胚乳から単離したプロテインボディー間の比較

著者
K.Hashizume, M.Okuda, S.Sakurao, M.Numata, T.Koseki, I.Aramaki, T.Kumamaru and H.Sato
橋爪克己、奥田将生、桜尾尚平、沼田美子代、小関卓也、荒巻功、熊丸敏博、佐藤光
要約

The digestion of proteins in steamed rice grains by sake koji enzymes under simulated sake mash conditions was analyzed by comparing the hydrolysis of steamed rice grains and heat-treated protein bodies (PBs) isolated from seven rice samples including four endosperm-storage protein mutants. The disappearance of peptides in the digest of isolated PBs was faster than that of steamed rice grains; however, more insoluble proteins formed in the case of isolated PBs. Not all of the hydrolyzed PB proteins were immediately solubilized in the digestion tests. High-molecular-weight peptides were more abundant in the solubilized digest of steamed rice grains than in that of isolated PBs. Variance in Ile, Ser, Glu, and Gly levels in the digest of steamed rice grains was relatively high among the seven samples, but was not found to be high in digests of isolated PBs. These results indicate that factors that may be derived from the steamed rice grains profoundly affect the digestion of proteins in steamed rice grains by sake koji enzymes.

蒸米粒中のタンパク質の清酒麹酵素による消化を、4系統の胚乳貯蔵タンパク質変異体を含む7試料を用い、蒸米と各々の試料から単離したプロテインボディー(PB)の加熱処理したものを比較消化することにより、解析した。単離PB消化のPB構成ペプチドの消失速度は蒸米のそれよりも速かった。消化されたPBタンパク質の全ては直ちには溶解しなかった。溶解タンパク質に対する不溶性タンパク質の比率は単離PBの場合が高かった。蒸米の溶解消化物中の高分子ペプチド濃度は、単離PBのそれと比較して有意に高かった。蒸米消化物中のイソロイシン、セリン、グルタミン酸及びグリシンの試料間の変動係数は比較的大きかったが、単離PB消化物では見られなかった。これらの結果は、蒸米粒自身に由来する要因が清酒麹酵素による蒸米粒中のタンパク質の消化に大きな影響を与えていることを示唆するものである。

掲載雑誌
J.Biosci.Bioeng., 102、340-345(2006)

2 N-Linked Oligosaccharides of Aspergillus awamori Feruloyl Esterase Are Important for Thermostability and Catalysis アスペルギルス・アワモリのフェルロイルエステラーゼのN-結合オリゴ糖は熱安定性と触媒機能にとって重要である。

著者
T.Koseki, K.Takahashi, T.Handa, Y.Yamane, S.Fushinobu and K.Hashizume
小関卓也、高橋健二、半田尚、山根雄一、伏信進矢、橋爪克己
要約

A unique N-linked glycosylation motif (Asn79-Tyr-Thr) was found in the sequence of type-A feruloyl esterases from Aspergillus spp. To clarify the function of the flap, the role of N-linked oligosaccharides located in the flap region on the biochIical properties of feruloyl esterase (AwFAEA) from Aspergillus awamori expressed in Pichia pastoris was analyzed by rIoving the N-linked glycosylation recognition site by site-directed mutagenesis. N79 was replaced with A or Q. N-glycosylation-free N79A and N79Q mutant enzymes had lower activity than that of the glycosylated recombinant AwFAEA wild-type enzyme toward α-naphthylbutyrate (C4), α-naphthylcaprylate (C8), and phenolic acid methyl esters. Kinetic analysis of the mutant enzymes indicated that the lower catalytic efficiency was due to a combination of increased Km and decreased kcat for N79A, and to a considerably decreased kcat for N79Q. N79A and N79Q mutant enzymes also exhibited considerably reduced thermostability relative to the wild-type.

アスペルギルス属のタイプAフェルロイルエステラーゼのシーケンス中にユニークなN-糖鎖結合モチーフ(Asn79-Tyr-Thr)が見出された。ピキア・パストリスで発現させたアスペルギルス・アワモリのフェルロイルエステラーゼ(AwFAEA)の生化学的特性に関する、フラップの機能、すなわち、そのフラップ領域に存在するN-結合オリゴ糖の役割を、サイトダイレクト変異法によりN-糖鎖結合認識部位を除去することによって解析した。アスパラギン(N)79をアラニン(A)又はグルタミン(Q)に置換した。N-糖鎖がないN79A及びN79Q変異酵素は、α-ナフチルブチレート(C4)、α-ナフチルカプリレート(C8)及びフェノリック酸メチルエステルに対する活性が、糖鎖が結合している野生型のリコンビナントAwFAEA酵素と比較して、活性が低下した。変異酵素の速度論的解析から、触媒効率の低下は、N79AのKm値の上昇及びkcatの低下、及びN79Qのkcatの著しい低下によっていた。N79A及びN79Q変異酵素は、また野生タイプの酵素と比較して熱安定性が著しく低下した。

掲載雑誌
Biosci.Biotechnol.Biochem., 70, 2476-2480(2006)

3 Mutational analysis of N-glycosylation recognition sites on the biochIical properties of Aspergillus kawachii α-l-arabinofuranosidase 54 アスペルギルス・カワチのα-アラビノフラノシダーゼ54の生化学的特性に対するN-糖鎖結合認識部位の役割の変異解析

著者
T.Koseki, Y.Miwa, Y.Mese, A.Miyanaga, S.Fushinobu, T.Wakagic, H.Shoun, H.Matsuzawa and K.Hashizume
小関卓也、三輪陽三、目瀬友一郎、宮永顕正、伏信進矢、若木高善、祥雲弘文、松澤洋、橋爪克己
要約

A role for N-linked oligosaccharides on the biochIical properties of recombinant α-l-arabinofuranosidase 54 (AkAbf54) defined in glycoside hydrolase family 54 from Aspergillus kawachii expressed in Pichia pastoris was analyzed by site-directed mutagenesis. Two N-linked glycosylation motifs (Asn83- Thr- Thr and Asn202- Ser- Thr) were found in the AkAbf54 sequence. AkAbf54 comprises two domains, a catalytic domain and an arabinose-binding domain classified as carbohydrate-binding module 42. Two N-linked glycosylation sites are located in the catalytic domain. Asn83, Asn202, and the two residues together were replaced with glutamine by site-directed mutagenesis. The biochIical properties and kinetic parameters of the wild-type and mutant enzymes expressed in P. pastoris were examined. The N83Q mutant enzyme had the same catalytic activity and thermostability as the wild-type enzyme. On the other hand, the N202Q and N83Q/N202Q mutant enzymes exhibited a considerable decrease in thermostability compared to the glycosylated wild-type enzyme. The N202Q and N83Q/N202Q mutant enzymes also had slightly less specific activity towards arabinan and debranched arabinan. However, no significant effect on the affinity of the mutant enzymes for the ligands arabinan, debranched arabinan, and wheat and rye arabinoxylans was detected by affinity gel electrophoresis. These observations suggest that the glycosylation at Asn202 may contribute to thermostability and catalysis.

ピキア・パストリスで発現させた、アスペルギルス・カワチのグリコシド加水分解酵素ファミリー54に分類される、リコンビナントα-1-アラビノフラノシダーゼ(AkAbf54)の生化学的特性に関係するN-結合オリゴ糖の役割を解析した。AkAbf54シーケンス中には2つのN-糖鎖結合モチーフ(Asn83- Thr- Thr 及び Asn202- Ser- Thr)が存在した。AkAbf54は2つのドメイン、すなわち触媒ドメイン及びカーボンハイドレート結合モジュール42に分類されるアラビノース結合ドメインからなっていた。2つのN-糖鎖結合部位は触媒ドメインに存在した。Asn83, Asn202及び2つの残基はサイトダイレクト変異法によりグルタミンに置換した。野生型とピキア・パストリスで発現した変異酵素の生化学的特性及び反応速度パラメーターを調べた。N83Q変異酵素は野生型と同等の触媒活性と熱安定性を保持していた。一方、N202Q 及び N83Q/N202Q変異酵素は、糖鎖が結合した野生型酵素と比較して著しく低い熱安定性を示した。N202Q 及び N83Q/N202Q変異酵素は、また、アラビナン及び分岐アラビナンに対してやや低い基質特異性を示した。しかしながら、アフィニティーゲル電気泳動分析による解析から、変異酵素のリガンドアラビナン、分岐アラビナン、及び小麦及びライ麦アラビノキシランに対する親和性に関する影響は検出されなかった。これらの観察結果はAsn202への糖鎖結合が熱安定性及び触媒機能に関与している可能性を示している。

掲載雑誌
Biochimica et Biophysica Acta, 1760, 1458-1464(2006)

4 酵母の酢酸代謝酵素遺伝子の破壊及び高発現がアルコール発酵中の酢酸生成に及ぼす影響 Effect of gene disruption and overexpression of acetate metabolic enzymes of yeast on acetate production during alcohol fermentation

著者
後藤(山本)奈美、Dang Hong Anh
N.Goto-Yamamoto and Dang Hong Anh
要約

アルコール発酵中の酵母による酢酸生成の機作を検討するため、ACS2, ACS3, ACS6, 及び ACH1の遺伝子破壊、並びに ACS1 及び ACS2の高発現が酢酸生成に及ぼす影響を実験室株を用いて検討した。ACH1 破壊及び ALD2ALD3 の二重破壊は酢酸生成に影響を及ぼさなかった。 ACS2 の高発現は酢酸生成を抑制したが、アルコール発酵も阻害した。既に報告されているように、ALD6 破壊は酢酸生成を減少させた。しかし、同時にピルビン酸を高生産し、これは還元力が不足したためと推定された。

To study the mechanism of acetate production by yeast during alcohol fermentation, effect of gene disruption of ACS2, ACS3, ACS6, and ACH1, as well as overexpression of ACS1 and ACS2, on acetate production was examined using laboratory strains. Disruption of ACH1 and double disruption of ALD2 and ALD3 did not affect the acetate production. Although the overexpression of ACS2 reduced the acetate production, it also inhibited alcohol fermentation. As was reported, disruption of ALD6 reduced the acetate production. However, it caused overproduction of pyruvate, which was probably caused by shortage of reducing force.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 101, 949-956 (2006)

5 Expression of VvmybA1 Gene and Anthocyanin Accumulation in Various Grape Organs 種々のブドウ器官におけるVvmybA1 遺伝子の発現とアントシアニンの蓄積

著者
S.T. Jeong, N.Goto-Yamamoto, K.Hashizume, S.Kobayashi and M.Esaka
鄭硯泰、後藤(山本)奈美、橋爪克己、小林省蔵、江坂宗春
要約

VvmybA1 is known to encode a transcriptional factor that induces the anthocyanin biosynthesis in grape skins. However, no VvmybA1 mRNA was detected in the young leaves of Cabernet Sauvignon, Dornfelder, or Muscat Hamburg, nor in the tendrils or stI epidermis of Muscat Bailey A, although these organs accumulated a little anthocyanin. These results indicate that VvmybA1 in these cultivars was transcribed specifically in the berry skin. On the other hand, VvmybA1 of Bailey Alicant A, a teinturier cultivar, was transcribed in all the organs that accumulate anthocyanin, which shows that the organ specificity of its expression was probably reduced.

VvmybA1はブドウ果皮のアントシアニン合成を促進する転写因子をコードすることが知られている。しかし、カベルネ・ソービニヨンなどの新葉やマスカット・ベリーAの巻きひげ、新梢の表皮はアントシアニンを蓄積するにも関わらず、VvmybA1のmRNAが検出されなかった。従って、これらの品種ではVvmybA1は果皮特異的に転写されることが示された。一方、タンチュリエと呼ばれる果肉も赤くなる品種のベリー・アリカントAでは、アントシアニンを蓄積する各器官でVvmybA1が転写されており、この品種ではVvmybA1の発現の器官特異性が低下しているものと推定された。

掲載雑誌
Am. J. Enol. Vitic., 57, 507-510 (2006)

6 Global Gene Expression Analysis of Yeast Cells during Sake Brewing 清酒醸造における酵母の遺伝子発現解析

著者
H.Wu, X.Zheng, Y.Araki, H.Sahara, H.Takagi and H.Shimoi
呉洪、鄭暁紅、荒木義雄、佐原弘師、高木博史、下飯仁
要約

During the brewing of Japanese sake, Saccharomyces cerevisiae cells produce a high concentration of ethanol compared with other ethanol fermentation methods. We analyzed the gene expression profiles of yeast cells during sake brewing using DNA microarray analysis. This analysis revealed some characteristics of yeast gene expression during sake brewing and provided a scaffold for a molecular level understanding of the sake brewing.

清酒の製造において酵母は、他のエタノール発酵よりも高濃度のエタノールを生成する。我々は、DNAマイクロアレイを用いて清酒醸造における酵母の遺伝子発現プロファイルを解析した。この解析によって清酒醸造における酵母の遺伝子発現の特徴が明らかとなり、清酒醸造の分子レベルでの理解が可能となった。

掲載雑誌
Appl. Environ. Microbiol., 72, 7353-7358 (2006)

7 TIperature-dependence of enantioselectivity and desymmetrization in the acetylation of 2-mono- and 2,2-di-substituted 1,3-propanediols by a novel lipase isolated from the yeast Cryptococcus spp. S-2 酵素クリプトコッカスSpp. S-2 の新規リパーゼ(CSL)による、2-フェニル-1,3-プロパンジオール(1a)、2-ベンジル-1,3-プロパンジオール(1b)、2-メチル-2-フェニル-1,3-プロパンジオール(1c)、2-ベンジル-2-メチル-1,3-プロパンジオール(1d)のアセチル化の立体選択性と非対称化における温度の効果

著者
C.Lin, Y.Hiraga, K.Masaki, H.Iefuji and K.Ohkata
藺春蕾、平賀良和、正木和夫、家藤治幸、大方勝男
要約

The effect of tIperature on enantioselectivity and desymmetrization in the acetylation of 2-phenyl-1,3-propanediol (1a), 2-benzyl-1,3-propanediol (1b), 2-methyl-2-phenyl-1,3-propanediol (1c) and 2-benzyl-2-methyl-1,3-propanediol (1d)by a novel lipase (CSL) isolated from the yeast Cryptococcus spp. S-2 was studied. Desymmetrization of 1a, 1c and 1d by CSL-catalyzed acetylation was observed in the tIperature range of -20oC to 40oC, while diacetylation of 1b occurred considerably even at 0oC. The kinetic parameters of the selectivity indicated that the acetylation of 1a is an entropy controlled process whereas the reaction of 1c and 1d is mainly controlled by the enthalpy term. In the monoacetylation of the diol 1d, the preferred configuration in the enantiomeric induction by CSL was opposite to that of immobilized porcine pancreatic lipase (PPL).

酵素クリプトコッカスSpp. S-2 の新規リパーゼ(CSL)による、2-フェニル-1,3-プロパンジオール(1a)、2-ベンジル-1,3-プロパンジオール(1b)、2-メチル-2-フェニル-1,3-プロパンジオール(1c)、2-ベンジル-2-メチル-1,3-プロパンジオール(1d)のアセチル化の立体選択性と非対称化における温度の効果を研究した。CSLによる1a,1c,1dのアセチル化による非対称化は-20℃から40℃の範囲で観察され、1bのジアセチル化は0℃でも起こる。選択性の動力学的パラメーターから、1aのアセチル化はエントロピーによって制御されるプロセスであり、一方1cや1dの反応は主にエンタルピーによって制御されることが分かった。ジオールである1dのモノアセチル化反応では、CSLによる立体選択性は固定化ブタ膵臓リパーゼ(PPL)とは逆の選択性を示した。

掲載雑誌
Biocatalysis and Biotransformation, 24, 390-395 (2006)

8 GC-Olfactometryによる清酒麹の香気成分の解析 GC-Olfactometry analysis of the aroma components in sake koji

著者
髙橋美絵、磯谷敦子、宇都宮仁、中野成美、小泉武夫、戸塚昭
M.Takahashi, A.Isogai, H.Utsunomiya, S.Nakano, T.Koizumi and A.Totsuka
要約

本研究では、清酒麹の香りを構成する香気成分の同定を行うとともに、各成分の香りへの寄与を検討した。まず、麹の香りの強度を官能的に評価し、HSSE法による麹のGC-O及びGC-MS分析により、Isobutyraldehyde、Isovaleraldehyde、1-Octen-3-olに加えて、キノコ様の香りを有する1-Octen-3-one、ナッツ様の2-Methyl-2-hepten-6-one、ジャガイモ様のMethional、バラ様のPhenylacetaldehydeやゼラニウム様の(Z)-1,5-Octadien-3-oneの5成分を新たに見出した。1-Octen-3-one、1-Octen-3-ol、Phenylacetaldehydeについては香りの弱い麹より香りの強い麹で含有量が多かった。1-Octen-3-one、MethionalのFlavor Dilution factors (FD) は125と最も高くなり、2-Methyl-2-hepten-6-one、Phenylacetaldehyde及び(Z)-1,5-Octadien-3-oneのFDは25と2番目に高くなった。2-Methyl-2-hepten-6-one、Methional、1-Octen-3-one、1-Octen-3-ol、Phenylacetaldehydeの5成分の試薬を用いて調合することにより麹の香りの大部分を再現することができた。以上の結果から、麹の香りにおいては主にMethional、1-Octen-3-one、Phenylacetaldehydeが重要であることが明らかとなった。

In order to clarify the aroma compounds responsible for the aroma of sake koji, we identified these and examined the contribution of each aroma compound to the whole aroma. First of all, the intensity of koji aroma was evaluated by sensory analysis. Iploying GC-Olfactometry(GC-O) and GC-MS analysis using a head space sorptive extraction (HSSE) method, we found novel 5 compounds:1-octen-3-one (mushroom-like) , 2-methyl-2-hepten-6-one (nut-like) , methional (potato-like) , phenylacetaldehyde (rose-like) and (Z)-1,5-octadien-3-one (geranium-like) besides isobutyraldehyde, isovaleraldehyde, and 1-octen-3-ol in sake koji. The concentrations of 1-octen-3-one, 1-octen-3-ol, and phenylacetaldehyde were higher in strong-smelling koji than in weak ones. The flavor dilution factors (FD) of 1-octen-3-one and methional were highest (FD=125), and those of 2-methyl-2-hepten-6-one, Phenylacetaldehyde, and (Z) -1,5-octadien-3-one were second (FD=25). It was possible to reproduce the aroma of koji by blending 2-methyl-2-hepten-6-one, methional, 1-octen-3-one, 1-octen-3-ol, and phenylacetaldehyde. It was concluded that methional, 1-octen-3-one, and phenylacetaldehyde were important for the aroma of koji.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 101, 957-963 (2006)

9 Sake yeast suppresses acute alcohol-induced liver injury in mice マウスにおいて清酒酵母が急性アルコール性肝障害を抑制する

著者
H.Izu, M.Shobayashi, Y.Manabe, K.Goto and H.Iefuji
伊豆英恵、庄林愛、眞鍋康子、後藤邦康、家藤治幸
要約

Brewer's and baker's yeasts appear to have components that protect the liver injury. Whether Sake yeast, Saccharomyces cerevisiae Kyokai No.9, also has a hepatoprotective effect has not been examined. Here we show that Sake yeast suppresses acute alcoholic liver injury in mice. Male C57BL/6 mice that had been fed a diet containing 1% Sake yeast for two weeks received three doses of ethanol (5 g/kg BW). In the mice fed Sake yeast, ethanol-induced increases in triglyceride (TG) and glutamate pyruvate transaminase (GPT) were significantly attenuated and hepatic steatosis was improved. In addition, Sake yeast-fed mice showed a smaller decrease in hepatic S-adenosylmethionine (SAM) level and a smaller increase in plasma homocysteine (Hcy) level after ethanol treatment than the control mice, suggesting that a disorder of methonine metabolism in the liver caused by ethanol was relieved by Sake yeast. These results indicate that Sake yeast protects against alcoholic liver injury through maintenance of methionine metabolism in the liver.

マウスを用い、清酒酵母の急性アルコール性肝障害抑制効果を調べた。C57BL/6雄性マウスに14日間、清酒酵母を混餌投与(1%)した後、エタノール(5 g/kg体重)を12時間ごとに3回、投与し、急性アルコール性肝障害を誘導した。この結果、エタノール投与によるトリグリセリド及びグルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼの上昇を清酒酵母が抑制し、肝臓の脂肪変性を改善することが明らかになった。また、エタノール投与による肝臓S-アデノシルメチオニンの減少及び血漿ホモシステインの増加が清酒酵母投与によって抑制されていた。以上より、清酒酵母が急性アルコール性肝障害を抑制することが示された。

掲載雑誌
Biosci. Biotechnol. Biochem., 70, 2488-2493 (2006)

10 マウスのD-ガラクトサミン誘発肝障害における酒粕投与の影響 Effect of Sake Cakes on D-Galactosamine-induced Liver Injury in Mice

著者
伊豆英恵、後藤邦康、家藤治幸
H.Izu, K.Goto and H.Iefuji
要約

マウスのD-ガラクトサミン誘発肝障害における酒粕投与の影響について検討を行った。カゼイン食に酒粕を10%添加し、マウスに2週間、混餌投与した。その後、肝障害を誘発させるためにD-ガラクトサミンを腹腔内投与(1200mg/kg)し、24時間後に採血を行った。肝障害の指標として血漿中のGPT及びGOTの値を調べたところ、D-ガラクトサミン投与による血漿GPT、GOTの上昇が酒粕投与によって有意に減少することが明らかとなった。また、D-ガラクトサミン投与で誘導されるDNA断片化が酒粕投与によって減少しており、細胞死の抑制が示された。以上より、酒粕投与がD-ガラクトサミン誘発肝障害を抑制することが示唆された。酒粕投与後、肝臓のSAM含量が増加しており、酒粕が肝臓のメチオニン代謝を強化することによって肝障害抑制に寄与する可能性がある。

We showed that Sake cakes suppresse D- galactosamine (GalN) -induced liver injury in mice. Male BALB/c mice received D-GalN (1200 mg/kg) after feeding a diet containing 10% Sake cakes for 14 days. In the mice fed Sake cakes, D-GalN-induced increases in glutamate pyruvate transaminase (GPT) and glutamate oxaloacetate transaminase (GOT) were significantly suppressed. D-GalN-induced increase in DNA fragmentation in liver was also suppressed by feeding Sake cakes, indicating that D-GalN-induced apoptosis was decreased by Sake cakes. These results suggest that Sake cakes protect against D-GalN-induced liver injury in mice. In addition, ingestion of Sake cakes increased hepatic S-adenosylmethionine (SAM) that is an intermediate in methionine metabolism and is a precursor of glutathione. Sake cakes may enforce methionine metabolism and contribute to suppression of liver injury.

掲載雑誌
日本醸造協会誌, 101, 893-899 (2006)

11 Rsp5 regulates expression of stress proteins via post-translational modification of Hsf1 and Msn4 in Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiaeにおいてRsp5はHsf1及びMsn4の翻訳後修飾によりストレス蛋白質の発現を調節する

著者
Y. Haitania, H. Shimoi, H. Takagi
灰谷豊、下飯仁、高木博史
要約

Rsp5 is an essential E3 ubiquitin ligase in Saccharomyces cerevisiae and is known to ubiquitinate plasma membrane permeases followed by endocytosis and vacuolar degradation. We previously isolated the rsp5 mutant that is hypersensitive to various stresses, suggesting that Rsp5 is involved in degradation of stress-induced abnormal proteins. Here, we analyzed the ability to refold the proteins by stress proteins in the rsp5 mutant. The transcription of stress protein genes in the rsp5 mutant was significantly lower than that in the wild-type strain when exposed to temperature up-shift, ethanol or sorbitol. Interestingly, the amounts of transcription factors Hsf1 and Msn4 were remarkably defective in the rsp5 mutant. These results suggest that expression of stress proteins are mediated by Rsp5 and that Rsp5 primarily regulates post-translational modification of Hsf1 and Msn4.

Rsp5はSaccharomyces cerevisiaeの必須E3ユビキチンリガーゼであり、細胞質膜の透過酵素をユビキチン化し、エンドサイトーシスと液胞での分解を引き起こすことが知られている。我々は以前に様々なストレスに感受性のrsp5 変異株を分離し、Rsp5がストレスで生成した異常タンパク質の分解に関与していることを示唆した。今回、rsp5 変異株におけるストレスタンパク質によるタンパク質のリフォールディング活性を解析した。rsp5 変異株におけるストレスタンパク質遺伝子の転写は、野生株を高温、エタノール、ソルビトールなどのストレスにさらしたときに比べて顕著に低かった。興味深いことに、rsp5 変異株では転写因子Hsf1及びMsn4の量が著しく減少していた。これらの結果は、ストレスタンパク質の発現はRsp5 を経由しており、Rsp5はHsf1及びMsn4の翻訳後修飾を制御していることを示唆している。

掲載雑誌
FEBS Lett., 580, 3433-3438(2006)

12 Aspergillus oryzae strains with a large deletion of the aflatoxin biosynthetic homologous gene cluster differentiated by chromosomal breakage アフラトキシン生合成遺伝子ホモログクラスタに大規模欠失を含む麹菌(Aspergillus oryzae)は、染色体の分断により生じた

著者
Yun-Hae LEE, M. Tominaga, R. Hayashi, K. Sakamoto, O. Yamada, O. Akita
李允恵、冨永美穂子、林梨咲、坂本和俊、山田修、秋田修
要約

Recently we divided Aspergillus oryzae RIB strains into group 1, having seven aflatoxin biosynthesis homologous genes (aflT, nor-1, aflR, norA, avnA, verB, and vbs), and group 2, having three homologues (avnA, verB, and vbs). Here, partial aflatoxin homologous gene cluster of RIB62 from group 2 was sequenced and compared with that of RIB40 from group 1. RIB62 showed a large deletion upstream of ver-1 with more than half of the aflatoxin homologous gene cluster missing including aflR, a positive transcriptional regulatory gene. Adjacent to the deletion of the aflatoxin homologous gene cluster, RIB62 has a unique sequence of about 8 kb and a telomere. Southern analysis of A. oryzae RIB strains with four kinds of probe derived from the unique sequence of RIB62 showed that all group 2 strains have identical hybridizing signals. Polymerase chain reaction with specific primer set designed to amplify the junction between ver-1 and the unique sequence of RIB62 resulted in the same size of DNA fragment only from group 2 strains. Based on these results, we developed a useful genetic tool that distinguishes A. oryzae group 2 strains from the other groups'strains and propose that it might have differentiated from the ancestral strains due to chromosomal breakage.

麹菌(Aspergillus oryzae)RIB株は、7つのアフラトキシン生合成遺伝子ホモログを保持するグループ1と3つしか持たないグループ2に大別できることを報告した。今回、グループ2に属するRIB 62のクラスタ構造をシークエンス解析したところ、RIB 62株では、ver-1遺伝子上流よりアフラトキシン生合成遺伝子ホモログクラスタの半分以上にわたる欠失が見られ、クラスタの正の転写因子であるaflR遺伝子も欠落していた。欠落境界部分からは、約8-kbの特異な配列が続きその先にはテロメアが接続していた。サザン解析より、他のグループ2に属する株もRIB 62と同じ染色体構造を共有しているものと考えられた。さらに境界部分を増幅するようなプライマーセットにより麹菌グループ2株のみを識別する方法を開発した。以上より、グループ2株は染色体分断により生じたものと考えられる。

掲載雑誌
Appl. Microbiol. Biotechnol., 72, 339-345 (2006)

(2) 取得特許

1 チトクロームP450nor遺伝子

出願番号
特許第3890359号(P3890359)
発行日
平成18年12月5日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所、月桂冠株式会社
発明者
嘉屋正彦、秦洋二、川戸章嗣、安部康久、秋田修
解決手段

本発明者は、上記目的を達成するためになされたものであって、チトクロームP450norを製造するためには、遺伝子工学的手法によるのが好適であるとの観点にたった。

そして、本発明者らは、鋭意研究の結果、チトクロームP450norをコードする遺伝子の取得、及びその塩基配列の決定に成功し、さらに該遺伝子を含有した形質転換体の制作、該遺伝子の発現(しかも真核生物による高発現)、該形質転換体の培養によるチトクロームP450nor又はチトクロームP450nor活性を有するタンパク質の製造(しかも大量製造)、そしてこの酵素(又は酵素活性を有するタンパク質)の利用、例えばNOの測定等を現実に確認するのに成功し、本発明を完成するに至ったものである。

効果

本発明により、麹菌チトクロームP450norを大量に生産することが可能となり、溶液中のNO量の定量、生体内でのNOスカベンジャー、脱窒による窒素成分の気化など様々な産業分野に利用することを可能にするものである。また、発明には、麹菌の酵素を麹菌で生産させるため、生産される酵素タンパク質は非常に安全性が高く、食品、医療品、化粧品産業などへも応用が可能な画期的な技術である。

本発明によって、2種類の新規チトクロームP450norタンパク質をコードする遺伝子(プローモーターが長いタイプ及びそれを短縮したタイプの遺伝子)が開発され、該タンパク質の大量生産が可能となった。しかも、これらの遺伝子を導入した形質転換体は、いずれも、特許生物寄託センター、生命研(現、特許生物寄託センター)に寄託され、入手可能である。

2007/1/11 掲載

2. 第2四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 酒類中のカルバミン酸エチルの簡易定量法 Simple Method for the Determination of Ethyl Carbamate in Alcoholic Beverages

著者
橋口知一、伊木由香理、後藤邦康
T.Hashiguchi, Y. Igi, K. Goto
要約

酒類中のカルバミン酸エチルを簡易に分析する方法について検討し、内部標準をカルバミン酸ブチルとし、試料を水で希釈せずに固相抽出を行い、分析機器を高感度のGC/MSとして濃縮倍率を小さくすることとした。酒類に内部標準としてカルバミン酸ブチルを加え、エキストレルートカラムに保持させた後、ヘキサン:酢酸エチル=1:1混合溶液で溶出し、ロータリーエバポレータ又は窒素ガス吹きつけによる濃縮装置により濃縮した。濃縮した試料はDB-WAXカラムを装着したGC/MSをSIMモードとして分析を行った。この分析法の検出限界は2.5μg/l、定量限界は7.5μg/l、100μg/l添加における変動係数は4.8%であった。この分析方法を紹興酒及び梅酒に応用すること試みた。清酒と同様の方法を用いて分析を行ったところ、良好な結果となったため、この分析方法は紹興酒及び梅酒に適用できると考えられた。これまでに示した試料の抽出・濃縮方法を応用し、20倍濃縮とした試料をFID-GCにより分析することにより、おおよそのカルバミン酸エチル含有量が推定できるものと考えられた。

We developed a simple method for the determination of ethyl carbamate in alcoholic beverages. Butyl carbamate was added to sake sample as an internal standard and then added to Extrelut column. Ethyl carbamate and butyl carbamate were eluted with hexane-ethyl acetate (1:1). The eluate was concentrated in a rotary evaporator or TurboVap concentrator. The concentrate was analyzed by GC/MS in a selected ion monitoring mode. The detection limit and quantification limit of ethyl carbamate were 2.5 and 7.5μg/l. This method was suitable for the analysis of many sake, Shaoxing rice wine (shokoshu), and plum liquor (umeshu) samples. Applying this extraction and concentration method, we could analyze ethyl carbamate in sake by FID-GC. Twenty times concentrated extract of sake obteined the approximate ethyl carbamate concentration.

掲載雑誌
日本醸造学会誌、101、519-525、(2006)

2 市販酒類中のフラン含有量 Furan content in Alcoholic Beverages

著者
橋口知一、後藤邦康
T. Hashiguchi, K. Goto
要約

様々な酒類に含まれるフランの定量をガスクロマトグラフ質量分析計により行った。試料50点のうち、検出限界(0.5ppb)以下であったのは20点であった。最もフラン含有量が多かったのは紹興酒(18ppb)で、次に多かったのは貴醸酒古酒(7.9ppb)で、それ以外の酒類は全て5ppb未満であった。今回の酒類中のフランの分析値については、缶詰食品等の分析値に比べると、全般的に小さい値であった。

掲載雑誌
酒類総合研究所報告、178、41-44、(2006)

3 平成16酒造年度全国新酒鑑評会出品酒の分析について Analysis of Sake Component Presented to the Sake Contest in 2004

著者
中野成美、宇都宮仁、磯谷敦子、平松順一
S. Nakano, H. Utsunomiya, A. Isogai, J. Hiramatsu
要約

平成16酒造年度全国新酒鑑評会の出品酒について、酒質の現状及び動向の調査研究のため、調査表の内容を集計するとともに成分分析を行った。

成分の平均値は、全体及び上位酒とも、アルコール分、日本酒度及び酸度については17.7%、4.0及び1.3であり、日本酒度が平成12年以前に比べて小さな値となっていた。香気成分については、上位酒で、イソアミルアルコール、酢酸イソアミル及びカプロン酸エチルが、それぞれ、123ppm、2.2ppm及び6.6ppmであった。

We made sum of the inquiry cards and analyzed Sake components presented to the Sake Contest in 2004 in order to study and investigate the current state and the trends of their quality. The average values of alcohol, nihonshudo(gravity) and acidity were 17.7%, 4.0 and 1.3. In case of gold prize winners, the average values of isoamylalcohol, isoamylacetate and ethylcaproate were 123ppm, 2.2ppm and 6.6ppm, respectively.

掲載雑誌
酒類総合研究所報告、178, 1-12 (2006)

4 麹菌の角シャーレ培養法による遺伝子発現の差異の検出と新規領域特異的遺伝子のスクリーニング Square-plate culture method allows detection of differential gene expression and screening of novel, region-specific genes in Aspergillus oryzae

著者
正井久美子、丸山潤一、坂本和俊、中島春紫、秋田修、北本勝ひこ
K. Masai, J. Maruyama, K. Sakamoto, H. Nakajima ,O. Akita, K. Kitamoto
要約

寒天固体培地上で生育させると、糸状菌であるAspergillus oryzae(麹菌)は形態的に異なる3つの領域、先端(T)、白色部分(W)及び基部(B)に区分することができる。本研究で我々は角形シャーレ法という新規な方法で各領域の菌糸からmRNAを抽出し、それらの遺伝子発現の差をマイクロアレイにて解析した。T領域ではタンパク質合成に関与する遺伝子群の発現が高く、6倍の発現量を示していた。WやBの領域では機能未知の遺伝子が高発現していた。さらに、B領域では膜輸送タンパク質等の発現が盛んだった。これら3領域の遺伝子発現の解析により、それぞれの領域で遺伝子発現の制御が大きく異なっていることが明らかとなった。これらのことから、形態形成や細胞分化に関わる領域特異的な遺伝子の単離・解析や工業的に有益な遺伝子の単離・解析に有益な培養方法を確立できたといえる。

When grown on solid agar medium, the mycelium of a filamentous fungus, Aspergillus oryzae, forms three morphologically distinct regions: the tip (T), white (W), and basal (B) regions. In this study, we developed the square-plate culture method, a novel culture method that enabled the extraction of mRNA samples from the three regions and analyzed the differential gene expression of the A. oryzae mycelium in concert with the microarray technique. Expression of genes involved in protein synthesis was predominant in the T region; relative expression was, at most, six times higher in the T region compared to the other regions. Genes encoding hypothetical proteins were expressed at high levels in the W and B regions. In addition, genes coding transporters/permeases were predominantly transcribed in the B region. By analyzing the expression patterns of genes in the three regions, we dIonstrated the dynamic changes in the regulation of gene expression that occur along the mycelium of filamentous fungi. Consequently, our study established a method to analyze and screen for region-specific genes whose function may be essential for morphogenesis and differentiation in filamentous fungi and whose traits may be beneficial to the biotechnology industry.

掲載雑誌
Appl Microbiol Biotechnol. 2006 Aug;71(6):881-891

5 Yeast genes involved in response to lactic acid and acetic acid: Acidic conditions caused by the organic acids in Saccharomyces cerevisiae cultures induces expression of intracellular metal metabolism genes regulated by Aft1p 乳酸、酢酸応答に関与する遺伝子:有機酸による酸性条件は、Aft1pによる細胞内金属代謝遺伝子の発現を誘導する

著者
M. Kawahata, K. Masaki, T. Fujii and H. Iefuji
河畑美穂、正木和夫、藤井力、家藤治幸
要約

We found that the acidic condition affects metal metabolism in this study using two types of genome wide analysis to investigate yeast genes involved in response to lactic acid and acetic acid. One is an expression analysis using DNA microarray to investigate yeast acid shock response as the first step to adapt to an acidic condition and yeast acid adaptation response as the result of maintaining integrity in the acidic condition. The other is a functional screening using the non-essential genes deletion collection of S. cerevisiae. The expression analysis showed that genes involved in stress response such as YGP1, TPS1, and HSP150 were induced under the acid shock response conditions. Genes such as FIT2, ARN1, and ARN2 involved in metal metabolism regulated by Aft1p were induced under the acid adaptation conditions. AFT1 was found to be induced under the acid shock response conditions and under the acid adaptation condition by lactic acid. Moreover, GFP-fused Aft1p was localized to the nucleus in cells grown in media containing lactic acid, acetic acid, or hydrochloric acid. The expression analysis and the functional screening both suggested that the acidic condition affects cell wall architecture. The depletion of cell wall components encoded by SED1, DSE2, CTS1, EGT2, SCW11, SUN4, and YNL300W and histone acetyltransferase complex proteins encoded by YID21, EAF3, EAF5, EAF6, and YAF9 increased resistance to lactic acid media. Depletion of the cell wall mannoprotein Sed1p gave resistance to lactic acid, although the expression of SED1 was induced by exposure to lactic acid. Depletion of V-ATPase and HOG MAPK proteins caused acid sensitivity. Moreover, our quantitative PCR analysis showed that expression of PDR12 increased under the acid shock response condition by lactic acid and decreased under the acid adaptation condition by hydrochloric acid.

DNAマイクロアレイと酵母非必須遺伝子破壊株セットという2種類の方法を用いて、乳酸と酢酸に応答する酵母遺伝子を解析し、酸性条件が酵母の金属代謝に影響することを明らかにした。DNAマイクロアレイによる解析としては、酸に適応する初期応答「acid shock response」条件と酸に適応し続けるための応答「acid adaptation」条件を用いた。「acid shock response」では、YGP1, TPS1, HSP150といったストレス応答に含まれる遺伝子が誘導されていた。「acid adaptation」では、FIT2, ARN1, ARN2といった、Aft1pにより制御される金属代謝に関与する遺伝子が誘導されていた。AFT1は乳酸による「acid shock response」及び「acid adaptation」で誘導されていた。GFP融合タンパクを用いた解析により、乳酸、酢酸、塩酸条件でAft1pが核に局在することが分かった。また、DNAマイクロアレイと酵母非必須遺伝子破壊株セットの両方の解析で、酸性条件が細胞壁の構造に影響を与えていることが示唆された。SED1, DSE2, CTS1, EGT2, SCW11, SUN4, YNL300Wといった細胞壁構成物をコードする遺伝子やYID21, EAF3, EAF5, EAF6,YAF9といったヒストンアセチルトランスフェラーゼ複合体をコードする遺伝子を破壊すると、乳酸耐性になった。細胞壁タンパクをコードするSED1遺伝子の発現は乳酸により誘導されたが、破壊すると乳酸に耐性となった。液胞膜プロトンATPaseやHOG MAPキナーゼをコードする遺伝子の破壊では、酸感受性となった。定量PCRにより、乳酸による「acid shock response」ではPDR12が誘導されるが、塩酸による「acid adaptation」では発現が抑えられることも分かった。

掲載雑誌
FIS Yeast Res. 6, 924-936 (2006)

6 清酒醪の窒素収支 Nitrogen balance of the sake mash

著者
橋爪克己、奥田将生、沼田美子代、田尻美加、小関卓也
K. Hashizume, M. Okuda, M. Numata, M. Tajiri, and T. Koseki
要約

小規模に清酒を醸造し実製造に近い条件でそれを圧搾したものについて窒素の挙動を分析した。原料米の窒素の約55%は清酒醪で溶解し、30-33%は製成酒に移行し、22-25%は酵母に移行した。清酒の窒素の約44-47%は遊離アミノ酸であり、窒素の残りの大部分はペプチドと推定された。酒粕とオリの窒素の17-20%は帰属が分からなかった。

The behavior of nitrogen was analyzed in conditions of small scale sake brewing and subsequent pressing under actual manufacturing like conditions. About 55% of the nitrogen in the material rice was liquefied in the sake mash, 30-33% was transferred to the sake obtained, and 22-25% was transferred to the yeast. About 44-47% of the nitrogen in the sake was free amino acid, and almost all the residue of the nitrogen was believed to be peptides. We could not classify about 17-20% of nitrogen in the sake cake and lee.

掲載雑誌
日本醸造協会誌、101、723-726(2006)

7 ミニサテライト配列に基づくプライマーを用いたPCR法による清酒酵母の識別の検討 Investigation of PCR using primers targeted the minisatellite sequence to discern sake yeast strains

著者
福田央、周延、三上重明
H. Fukuda, Y. Zhou, S. Mikami
要約

市販清酒酵母を判別するために,広範囲のゲノム上のミニサテライト配列を含む22種のORFを対象にPCR反応による増幅DNA断片を検討した。YOR009W(TIR4), YDR150W(NUM1), YKR102W(FLO10), YDL037C(BSC1),及びYNL190W由来の5組のプライマーによる増幅DNA断片に差が認められた。清酒酵母でPCR産物に差異が認められないプライマーでも焼酎酵母では多型性が認められたことから,清酒酵母の増幅DNA断片の多型性が低い理由として当該酵母の遺伝子差異が他の醸造酵母と比較して低いことに起因すると推定された。

In order to discern sake yeast strains, a specific polymerase chain reactions (PCR) which targeted 22 ORFs containing the minisatellite sequences were tested. We found the difference in DNA fragments amplified by using five pair primers designed YOR009W(TIR4), YDR150W(NUM1), YKR102W(FLO10), YDL037C(BSC1), and YNL190W of sake yeast strains. Since shochu yeast strains were difference in PCR products by using primers that sake yeast strains were no difference in the length of PCR products, the lower polymorphic of the amplified DNA fragments of sake yeast strains were speculated to caused that the genetic difference of these strains was lower in compare with other brewing yeast strains.

掲載雑誌
日本醸造協会誌、101、601-613(2006)

8 第28回本格焼酎鑑評会について Analysis of Traditional Shochu Presented to the 28th Sake Contest in 2005

著者
三上重明、福田央、佐藤雄一郎、平松順一
S. Mikami, H. Fukuda, Y. Satoh and J. Hiramatsu
要約

しょうちゅう乙類の品質を全国的な視野でとらえ、現在の製造技術の内容と酒質の傾向を把握するとともに製造業者の参考とするため、第28 回本格焼酎鑑評会を平成17年6月 2日(木)及び3日(金)に独立行政法人酒類総合研究所で開催した。出品酒の官能審査と成分分析の結果の概要について報告した。

掲載雑誌
酒類総合研究所報告、178, 31-40 (2006)

9 第43回洋酒・果実酒鑑評会出品酒の審査結果及び分析値 Results of Sensory Evaluation and Analysis of the Western Type Alcoholic Beverages Presented to the 43th Contests

著者
橋爪克己、後藤奈美、小山和哉、平松順一
K. Hashizume, N. Goto, K. Koyama and J. Hiramatsu
要約

本鑑評会は、国内洋酒・果実酒メーカーから任意出品された果実酒類、ウイスキー、ブランデー、スピリッツ類及びリキュール類について官能審査、化学分析を行い、品質及び技術の動向を全国的な視野で調査するとともに製造業者の参考に資することを目的として実施している。審査会は、平成17年11月 21、22日の2日間にわたり、酒類総合研究所において開催した。出品酒の官能審査と成分分析の結果の概要について報告した。

掲載雑誌
酒類総合研究所報告、178, 13-30 (2006)

10 清酒の官能評価分析における香味に関する品質評価用語及び標準見本 Flavor Terminology and Reference Standards for Sensory Analysis of Sake

著者
宇都宮仁、磯谷敦子、岩田博、中野成美
H. Utsunomiya, A. Isogai, H. Iwata, S. Nakano
要約

清酒の官能評価分析における分析形試験法又は記述的試験法の標準用語として使用することを目的に、清酒の官能評価用語に関する過去の検討結果を基本に、清酒に添加した香味物質の閾値測定結果等を考慮して、清酒の香味に関する品質評価用語体系を取りまとめた。

清酒中に個々に確認することのできる香味特性を表す86の用語を、16のクラスに分類しさらにクラスの中を2つに階層化して定義を行った。可能な限りの用語の意味を標準見本(参照標準物質又は標準となる処理等)で説明するため、第1層は一般的な用語又は標準見本のある物質名とし、第2層はより分析的な用語又は標準見本のある物質名とした。43の用語に対して標準見本とその調整方法を定めた。また、用語体系の各用語の位置をわかりやすく表すため清酒のフレーバホイールを作成した。

掲載雑誌
酒類総合研究所報告, 178, 45-52, (2006)

11 Chemo-enzymatic production of fuel ethanol from cellulosic materials utilizing yeast expressing β-glucosidases β-グルコシダーゼを発現する酵母を利用したセルロール素材からの燃料エタノール生産

著者
T. Uryu, M. Sugie, S. Ishida, S. Konoma, H. Kato, K. Katsuraya, K. Okuyama, G. Borjihan, K. Iwashita, H. Iefuji
瓜生敏之、杉江昌、石田智、小野間信也、加藤宏則、桂谷要、奥山光作、Gereltu Borjihan, 岩下和裕、家藤治幸
要約

Ethanol was produced in a considerably high yield by fermenting hydrolyzates from cellulosic materials by means of a recombinant laboratory yeast expressingβ-glucosidases. Tissue paper, cotton, and sawdust were hydrolyzed by two-step sulfuric acid hydrolysis to give mixtures containing glucose, cellobiose, and high cello-oligosaccharides. After the cellulosic material was partially hydrolyzed with 80% sulfuric acid, the hydrolysis was continued with 5% sulfuric acid. Except for non-carbohydrate components, all constituents in the hydrolyzates were fermented by the yeast that was preincubated in the medium that the plasmid encoded by the β-glucosidases gene was kept in the multiplicated yeast. A solution containing 4% hydrolyzates from paper was fermented to give as high as 1.9% maximum ethanol concentration and 70% ethanol conversion. Cotton also gave a similar result. Sawdust was converted into ethanol in approx 22% conversion. Accordingly, it was revealed that the β-glucosidases-expressing yeast can ferment the cello-oligosaccharided obtained by hydrolysis of cellulosic materials into ethanol. In addition, a hydrolyzate cotaining a high glucose proportion gave a high ethanol concentration in a short time.

セルロース素材からの分解物をβ-グルコシダーゼを発現させた組換え体酵母を使用することで、高い収率でエタノールを得ることができた。ティッシュペーパー(紙)、脱脂綿、おがくずを2段階硫酸加水分解法により、グルコース、セロビオース、セロオリゴ糖に分解した。セルロース素材を80%硫酸により部分分解した後、続いて5 %の硫酸にて加水分解した。加水分解物のうち、非炭水化物以外全てのものを、β-グルコシダーゼ遺伝子を多コピーで持つように前培養した酵母により発酵させた。紙からの4 %加水分解物を含む溶液からは最大で1.9 %のエタノール(エタノール変換率70 %)が得られ、脱脂綿でもおおよそ同じような結果であった。おがくずのエタノールへの変換率はおよそ22%であった。これらのことより、β-グルコシダーゼを発現させた酵母はセロオリゴ糖を発酵できることが示され、さらに、グルコースを多く含む加水分解物では短時間で高いエタノールを生産できることが示された。

掲載雑誌
Applied Biochem. Biotechnol., 135, 15-31, 2006

12 Effects of Candida utilis treatment on the nutrient value of rice bran and the effect of Candida utilis on the degradation of forages in vitro. Candida utilisを用いた米ぬか処理の栄養価に与える影響ならびにCandida utilisin vitroでの飼料分解に与える影響

著者
S. Ando, Y. Nishiguch, K Hayasaka, H. Iefuji, J. Takahashi
安藤貞、西口靖彦、早坂貴代史、家藤治幸、高橋潤一
要約

Candida utilis can assimilate fatty acids, so it was hypothesized that the treatment of rice by Candida utilis would improve feed quality by reducing fat content and adding the yeast function that would stimulate rumen microbes. In this study, the oil assimilation ability of Candida utilis IFO1086, 0988, 0626 and the effect of treatment of Candida utilis IFO1086, IFO0626 on the nutrient contents of rice bran were examined. The effect of Candida utilis adding on the in vitro degradability of forage was also investigated. It was found that the oil assimilating ability of IFO1086 and IFO0626 was significantly (P<0.01) higher than that of IFO0988. Candida utilis treatment reduced the EE content and increased the CP, ADF and NDF percentage. The absolute amount of ether extract was decreased by 35.9% in IFO0626 treatment. The absolute amount of crude protein was not changed by yeast treatment. The ADF and NDF amounts were increased. The addition of Candida utilis increased in vitro forage degradability significantly (p<0.05), Based on these results it can be postulated that treatment of rice bran by Candida utilis may improve feed quality by reducing fat content, increasing the CP content and adding the function of yeast for stimulating rumen microbes.

Candida utilisは脂肪酸を資化することができることより、Candida utilisにより米ぬかを処理することにより、含まれる脂質を減少させることで飼料の質を高め、さらに酵母がルーメン中のバクテリアを活性化させることが考えられる。そこで、本研究ではCandida utilis IFO1086, 0988, 0626の油脂資化能力、ならびにCandida utilis IFO1086,0626処理のヌカの栄養成分に与える影響、さらにCandida utilisin vitroでの飼料分解に与えるについて調べた。IFO1086,と0626の油脂資化性はIFO 0988より顕著に高かった (P<0.01)。Candida utilis 処理は、EE量を減少させ、CP、ADF, NDF量を増加させた。エーテル抽出物の絶対量は、IFO1086および0626処理により35.9 %減少した。酵母処理前後での粗タンパク質量に変化はなかった。ADFおよびNDFは増加した。また、Candida utilisの添加はin vitroでの飼料分解を有為に(p<0.05)促進した。これらの結果より、Candida utilisによる米ぬかの処理は脂質を減少させること、CP含量の増加による飼料品質の向上、さらには酵母機能によるルーメン内微生物の活性化効果があることが示された。

掲載雑誌
Asia-Aust.J.Anim.Sci. 19, 806-810, 2006

(2) 取得特許

1 清酒酵母の菌株同定法

出願番号
特許第3834649号(P3834649)
発行日
平成18年8月4日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
下飯仁、宮下晃一、清水正史
解決手段

醸造用酵母のゲノムDNAをAWA1遺伝子の一部又は全部を増幅させるプライマーを用いて、PCR法又はLCR法にて増幅させ、それら増幅させた遺伝子断片を直接アガロースゲル電気泳動し、その電気泳動パターンの違いにより酵母を同定する。

効果

上記の方法により、醸造用酵母の正確な分類・同定が、迅速且つ容易に可能となる。本同定方法は、再現性が高く、しかもきわめて短期間に結果を得ることができ、特に清酒酵母の同定に有効であって、例えば清酒酵母協会7号と同9号といった清酒醸造という同一用途の酵母菌株の同定を可能とするだけでなく、清酒酵母とワイン酵母といった異なった用途の酵母の同定・判別も可能とする。

2 バイディーゼル(モノアルキルエステル)の製造方法

出願番号
特許第3837466号(P3837466)
発行日
平成18年8月11日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
家藤 治幸、カミニ・エヌ・アール、藤井 力、黒須 猛行、岡崎 直人
解決手段

油脂とアルコールの存在下、Cryptococcus属酵母(FERMP-15155)由来のリパーゼを用いて油脂のエステル化反応を行うこと、を特徴とするバイオディーゼルの製造方法。

効果

アルコールを逐次添加することなくワンステップで効率的に反応が行われるだけでなく、有機溶媒や水分の混在下でも効率的にバイオディーゼルを製造することができる。

(3) 公開特許

1 生存性の低い胞子を作る糸状菌の作成方法

出願番号
特願2005-54021(P2005-54021)
出願日
平成17年2月28日
公開番号
特開2006-230369(P2006-230369A)
公開日
平成18年9月7日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
坂本和俊、山田修、秋田修
課題

本発明は、胞子(分生子)の生存性を低減せしめた、特にバイオハザード対策に好適な糸状菌を新規に作成する。

解決手段

転写制御因子タンパク質をコードするATFB遺伝子を欠失または変異させることにより、胞子の生存性を低減せしめればよく、例えば、ATFB遺伝子を欠失または変異させてなる遺伝子破壊用プラスミドを構築し、このプラスミドを用いて糸状菌を形質転換すればよい。得られた形質転換体は戸外において紫外線に当たると短時間に死滅するため、たとえ遺伝子操作した糸状菌が管理区域内に飛散しても安全である。

2 砒素センサー微生物及びそれを用いた砒素の測定方法

出願番号
特許出願2005-26772(P2005-26772)
出願日
平成17年2月2日
公開番号
特許公開2006-211935(P2006-211935A)
公開日
平成18年8月17日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
家藤治幸、藤井力、岩下和裕、宗正朋泰
課題

有害な試薬を用いることなく、被検試料中の砒素を簡便に測定することが可能な、砒素の測定手段を提供すること。

解決手段

砒素センサーとして用いられる微生物は、砒素の存在下においてそのプロモーター活性が変化するプロモーターと、該プロモーターの下流に位置し、該プロモーターによる制御を受ける構造遺伝子とを含み、砒素の存在下において前記構造遺伝子の発現量が変化する。砒素センサー微生物構築用組換えベクターは、砒素の存在下においてそのプロモーター活性が変化するプロモーターと、該プロモーターの下流に位置し、該プロモーターによる制御を受ける構造遺伝子とを含む。

3 排水処理酵母の育種方法、該方法により育種された酵母並びにそれを用いたリンの除去及び回収方法

出願番号
特許出願2005-43350(P2005-43350)
出願日
平成17年2月21日
公開番号
特許公開2006-224042(P2006-224042A)
公開日
平成18年8月31日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
家藤治幸、藤井力、岩下和裕、渡部貴志、尾崎則篤
課題

排水等からのリンの除去又は回収を、簡便、効率的に行うことができる、リンの除去又は回収方法、及びそのための手段を提供すること。

解決手段

高濃度リン存在下におけるリンの除去能及び/又は蓄積能が増大された排水処理酵母の育種方法は、突然変異処理した排水処理酵母又は自然に突然変異した排水処理酵母について、高濃度リン存在下におけるリンの除去能及び/又は蓄積能を指標とし、前記除去能及び/又は蓄積能が増大された酵母をスクリーニングすることを含む。

4 ペプチド輸送酵素遺伝子による酵母の形質転換法と当該遺伝子のプロモーター領域を用いたタンパク質の発現法

出願番号
特願2005-62919(P2005-238852)
出願日
平成17年3月7日
公開番号
特開2006-238852(P2006-238852A)
公開日
平成18年9月14日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
福田央、周延、渋谷一郎、三上重明
課題

短期間で簡易な酵母の形質転換法と当該遺伝子のプロモーター領域を用いたタンパク質の発現法

解決手段

Saccharomyces cerevisiaeのペプチド輸送酵素遺伝子(PTR2)を含むベクターを用いて、ペプチド輸送能が喪失した酵母を宿主とする形質転換系が可能となる。Saccharomyces cerevisiaeのペプチド輸送酵素遺伝子のプロモーターを利用した発現ベクターを用いて、YPD培地、清酒もろみ、麦汁、ブドウ果汁などでプロモーター下流の遺伝子を発現させることができる。その結果、酵母への遺伝子導入のためのマーカーが更に一つ加わることで、酵母の遺伝子操作がより容易となった。醸造環境下でも発現可能なプロモーターの入手により、酒類の研究開発がより容易になった。

2006/10/10 掲載

1. 第1四半期研究成果情報について

(1) 研究成果

1 樽酒の成分と生理活性への貯蔵期間の影響 Components of Taru-Sake and Their Physiological Activity

著者
折原佑輔、和気洋子、宇都宮仁、青島均
Y.Orihara, H.Wake, H.Utsunomiya, H.Aoshima
要約

樽酒中の、エステル、高級アルコール、セスキテルペン類をガスクロマトグラフで測定した。グルコース及び490nmにおける吸光度も測定した。杉樽へ清酒を貯蔵すると、セスキテルペン類と490nmにおける吸光度が増加した。しかし、エステル、高級アルコール、グルコースは貯蔵による影響はなかった。アフリカツメガエル卵母細胞で発現させたGABAA受容体に清酒は応答を引き起こし、GABAの存在を示した。しかし、ウイスキーとは異なり、樽貯蔵した酒のペンタン抽出物がGABAA受容体の応答を増強することはなかった。杉樽貯蔵した清酒は、DPPHラジカル消去活性とポリフェノールが増加していた。

Esters, higher alcohols, and sesquiterpenoids in Taru-Sake (sake stored in a cedar cask) stored in Akamidaru and Kotsukidaru for various length of time were analyzed by gas chromatography. Glucose and the absorbance at 490nm were also analyzed. The storage of sake in a cedar cask increased the sesquiterpenoids and the absorbance at 490 nm, but esters, higher alcohols, and glucose were not affected by the storage. Sake caused the response of GABAA receptors expressed in Xenopus oocytes, suggesting the presence of GABA in the sake. However, the extract of cask storaged sake with pentane did not potentiate the GABAA receptor response, though that of whiskey did. The storage of sake in a cedar cask increased the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity and the total polyphenol.

掲載雑誌
日本醸造協会誌 101,349-356 (2006)

2 焼酎及びホワイトスピリッツの分析と成分値による類別 Analysis of Shochu and White spirits and classification by their compounds

著者
宇都宮仁、木田信、牧則光、磯谷敦子、岩田博、西谷尚道
H.Utsunomiya, M.kida, N.Maki, A.Isogai, H.Iwata, T.Nishiya
要約

焼酎とホワイトスピリッツのフレーバーを類別するため、28焼酎乙類、2甲乙混和焼酎、3焼酎甲類、4中国白酒、3ウオッカ、3ホワイトラム、3ジン及び4その他の蒸留酒について、20揮発成分をヘッドスペースSPME法、7揮発成分を直接ヘッドスペース法で、2揮発成分を酵素法で測定した。酸度、TBA価、pHについても測定した。クラスター解析においてこれら32因子を使用すれば、焼酎乙類は他の蒸留酒と区別された。ステップワイズ型の判別分析手法において、酢酸、酢酸エチル、イソアミルアルコールとドデカノールを使用すれば、焼酎乙類とライトスピリッツ(焼酎甲類、甲乙混和焼酎、ウオッカ、ホワイトラム)、中国白酒の3つのグループに分かれた。また、メタノール、1-プロパノール、イソブタノールとカプリル酸エチルを使用すれば、焼酎乙類を6つの原料別カテゴリーに分類可能であった。

To classify the flavors of Shochu and White spirits, we analyzed 20 volatile compounds by head space solid phase micro extraction (SPME) , 7 volatile compounds by direct head space analysis, and 2 volatile compounds by enzymatic analysis among 28 Shochu-otsu, 2 Blended shochu, 3 Shochu-ko, 4 Baijiu (Chinese liquor), 3 Vodka, 3 White rum, 3 Gin, and 4 other Spirits. Acidity, TBA-value, and pH were also determined. In a cluster analysis using these 32 elIents, Shochu-otsu was distinguished from the other spirits. In a stepwise discriminant analysis procedure using acetic acid, ethyl acetate, 3-methyl-1-butanol, and dodecanol, they were classified into three groups: Shochu-otsu, Light spirits (Shochu-ko, Blended shochu, Vodka and White rum), and Baijiu. It was also possible to classify Shochu-otsu into six raw material categories by a discriminant analysis using methanol, 1-propanol, 2-methyl-1-propanol, and ethyl octanoate.

掲載雑誌
日本醸造協会誌 101,446-457 (2006)

3 A skin color mutation of grapevine, from black-skinned Pinot noir to white-skinned Pinot blanc, is caused by deletion of the functional VvmybA1 allele 黒色果皮のピノ・ノアールから白色果皮のピノ・ブランへのブドウ果皮の変異は、機能を持つVvmybA1アレルのデリーションが原因である

著者
H. Yakushhi, S. Kobayashi, N. Goto-Yamamoto, S.T. Jeong, T. Sueta, N. Mitani, A. Azuma
薬師寺 博、小林省藏、後藤(山本)奈美、鄭 硯泰、末田 有、三谷宣仁、東 暁史
要約

A white-wine grape, Pinot Blanc, is thought to be a white-skinned mutant of a red-wine grape, Pinot Noir. Pinot Noir was heterozygous for VvmybA1. One allele was the non-functional VvmybA1a, and the other was the functional VvmybA1c. In Pinot Blanc, however, only VvmybA1a was observed, and the amount of VvmybA1 DNA in Pinot Blanc was half that in Pinot Noir. These findings suggest that deletion of VvmybA1c from Pinot Noir resulted in Pinot Blanc.

白ワインブドウのピノ・ブランは赤ワインブドウのピノ・ノアールの白色変異体であると考えられている。ピノ・ノアールはVvmybA1についてヘテロザイガスであり、1つのアレルは機能のないVvmybA1a、もう一方は機能を持つVvmybA1cである。一方、ピノ・ブランからはVvmybA1aだけが検出され、ピノ・ブランのVvmybA1 DNA量はピノ・ノアールの半分であった。これらのことから、ピノ・ノアールのVvmybA1cがデリーションしたことでピノ・ブランが生じた可能性が示唆された。

掲載雑誌
Biosci. Biotechnol. Biochem., 70 (6), 1506-1508 (2006)

4 Proteomic Analysis of Extracellular Proteins from Aspergillus oryzae Grown under Submerged and Solid-State Culture Conditions 液体及び固体培養条件下で生育したアスペルギルス・オリゼーの菌体外タンパク質のプロテオーム解析

著者
K. Oda, D. Kakizono, O. Yamada, H. Iefuji, O. Akita, and K. Iwashita
織田健、柿園ダララット、山田修、家藤治幸、秋田修、岩下和裕
要約

Filamentous fungi are widely used for the production of homologous and heterologous proteins. Recently, there has been increasing interest in Aspergillus oryzae because of its ability to produce heterologous proteins in solid-state culture. To provide an overview of protein secretion by A. oryzae in solid-state culture, we carried out a comparative proteome analysis of extracellular proteins in solid-state and submerged (liquid) cultures. Extracellular proteins prepared from both cultures sequentially from 0 to 40 h were subjected to twodimensional electrophoresis, and protein spots at 40 h were identified by peptide mass fingerprinting using matrix-assisted laser desorption ionization-time-of-flight mass spectrometry. We also attIpted to identify cell wall-bound proteins of the submerged culture. We analyzed 85 spots from the solid-state culture and 110 spots from the submerged culture. We identified a total of 29 proteins, which were classified into 4 groups. Group 1 consisted of extracellular proteins specifically produced in the solid-state growth condition, such as glucoamylase B and alanyl dipeptidyl peptidase. Group 2 consisted of extracellular proteins specifically produced in the submerged condition, such as glucoamylase A (GlaA) and xylanase G2 (XynG2). Group 3 consisted of proteins produced in both conditions, such as xylanase G1. Group 4 consisted of proteins that were secreted to the medium in the solid-state growth condition but trapped in the cell wall in the submerged condition, such as α-amylase (TAA) and β-glucosidase (Bgl). A Northern analysis of seven genes from the four groups suggested that the secretion of TAA and Bgl was regulated by trapping these proteins in the cell wall in submerged culture and that secretion of GlaA and XynG2 was regulated at the posttranscriptional level in the solid-state culture.

糸状菌は同種、異種両方のタンパク質生産に広く使用されている。近年、Aspergillus oryzaeでは、固体培養による異種タンパク生産に興味が持たれるようになってきた。我々は、固体培養でのタンパク質生産の全体像を明らかとするために、固体培養、液体培養間での菌体外に生産されるタンパク質の比較プロテオーム解析を行った。両培養条件下で0時間から40時間まで2次元電気泳動により経時的な解析を行い、培養40時間のタンパク質スポットについて、マトリクス支援レーザー脱離イオン化・飛行時間型質量分析計を用いたペプチドますフィンガープリンティング法により同定を行った。その結果、固体培養から85個のスポット、液体培養から110個のスポットについて分式を行った。最終的に29種類のタンパク質を同定することが可能で、4つのグループに分類出来た。グループ1のタンパク質は固体培養環境下で特異的に菌体外に検出されるタンパク質群で、グルコアミラーゼBやアラニルヂペプチジルペプチダーゼを含んでいた。グループ2は液体培養環境下で特異的に菌体外に検出されるタンパク質群で、グルコアミラーゼA(GlaA)やキシラナーゼG2(XynG2)等を含んでいた。グループ3は固体培養、液体培養両環境下で菌体外に生産されるタンパク質群でキシラナーゼG1(XynG1)を含んでいた。グループ4は固体培養では菌体外に生産され、液体培養では細胞壁にトラップされるタンパク質群で、α-アミラーゼ(TAA)とβ-グルコシダーゼ(Bgl)を含んでいた。ノーザンハイブリダイゼーション解析の結果、TAA, Bglについては、液体培養では細胞壁にトラップされることで局在性が制御され、GlaAおよびXynG2は、固体培養ではポストトランスクリプショナルに制御されていると考えられた。

掲載雑誌
Appl. Environ. Microbiol., 72, 3448-3457 (2006)

5 透明性と清酒の品質保持性を両立させたガラス瓶の開発 Development of a New Glass Bottle Compatible with Transparency and Maintaining Sake Quality.

著者
野村佳司、金子一憲、佐藤敬蔵、木曽邦明、水野昭博
Y. Nomura, K. Kaneko, K. Satoh, K. Kiso and A. Mizuno
要約

特定の波長より短波長側を遮蔽し、長波長側を透過するシャープカットフィルターをとおして清酒に日光を照射することによって、日光の波長が清酒の劣化へ与える影響を調べた。清酒の劣化を測定するためには、シャープカットフィルターをとおして日光を照射した清酒の着色度、ハルマンの濃度、抗酸化性、TBA反応値そして3DG濃度を分析した。その結果、440nmより短波長の日光が清酒を劣化し、440nmより長波長の日光は清酒を劣化しないことが判明した。したがって、440nmより短波長の光を遮蔽し、440nmより長波長の光の透過率を改善したガラス瓶の製作を試みた。そして、日光に照射しても清酒が劣化せず、現在の茶瓶より透明性を確保したガラス瓶を開発した。

We researched the effects of the wave length of sunlight on the deterioration of sake quality by irradiating sunlight through sharp cut filters which block light under a specific wave length and pass light over a specific wave length. To measure deterioration of sake quality, we analyzed sake coloring, harman, antioxidant capacity, value of TBA reaction, and 3-D-G (3-Deoxygulucosone) of the sake following irradiated sunlight through a sharp cut filter. As a result, we found that sunlight under a 440 nm wave length deteriorates sake quality and that sunlight of over a 440 nm wave length does not. We then attIpted to make a new glass bottle which blocks the light under a 440 nm wave length and has high transmittance of light over a 440 nm wave length. We developed a new glass bottle which maintained sake quality in spite of being irradiated with sunlight and which allows more transparency than the amber glass in current use.)

掲載雑誌
日本醸造協会誌 101,275-282 (2006)

6 細胞壁タンパク質遺伝子由来のプライマーを用いたPCRの市販醸造酵母の判別への利用 Application of a PCR using primers based on genes encoding cell wall proteins to discern commercial brewing yeast strains

著者
福田央、周延、三上重明
H. Fukuda, Y. Zhou, S. Mikami
要約

市販醸造酵母を判別するために, AGA1, DAN4, HSP150及びSED1のORF由来のプライマーによるPCRを試みた。焼酎酵母及びブドウ酒酵母では増幅DNA断片の長さに多型性が認められ, 供試したブドウ酒酵母はすべて, 焼酎酵母は8株を判別することができた。しかし、清酒酵母では多型性の程度が低く, K-11及びK-9以外は個別に判別できなかった。PCR法により醸造酵母を判別する方法は, 従来の生理学的性質を利用する方法に比べて容易であることから, これらのプライマーを用いる醸造酵母の識別は有用であった。

In order to discern commercial brewing yeast strains, a specific polymerase chain reaction (PCR) which targeted the open reading frame of AGA1, DAN4, HSP150 and SED1, was tested. Shochu yeast strains and wine yeast strains dIonstrated that PCR products are highly polymorphic in length, and we could discern all of the test wine yeast strains and eight of the test shochu yeast strains. However, as PCR products of sake yeast are lowly polymorphic, we could not discern these except for K-11 individually. As the method based on the PCR to discern brewing yeast strains was simpler than classical physiological methods, it was useful to discern brewing yeast strains with these primers.

掲載雑誌
日本醸造学会誌, 101, 357-364 (2006)

7 酵母を用いたエチレンジアミン・ヘキサメチレンジアミンの処理に関する基礎的検討 Treatment of Ethylendiamine and Hexamethylendiamine Using Yeast

著者
渡部貴志、鈴木修、藤井力、尾崎則篤、正木和夫、家藤治幸
T. Watanabe, O. Suzuki, T. Fujii, N. Ozaki, K. Masaki and H. Iefuji
要約

排水処理用酵母として排水中から分離された酵母を主とした約50株を用い、エチレンジアミン(以下EDA)、ヘキサメチレンジアミン(以下HMDA)資化酵母のスクリーニングを行った。その結果、高温耐性実用排水処理酵母Hansenula fabianii J640、実用排水処理酵母Hansenula anomala J224-1、飼料用酵母Candida utilis IFO0626がEDA、HMDAを窒素源として資化し、増殖することを見出した。次にこれら3種の酵母を用いてEDA、HMDAを唯一の窒素源とする模擬排水の処理試験を行った。最もジアミン除去能力が優れていたのはC. utilis IFO0626であり、48hr後でEDA、HMDA(二塩酸塩で1000ppm)共に98%以上の除去率を示した。続いて炭素源の添加量を検討したところ、ジアミンニ塩酸塩 1gに対し、glucose 10g(C:N比=100:5)必要であった。また植菌量を増やすことで処理時間を短縮できる可能性が示唆された。

The purpose of this study is to develop a new method for treating wastewater containing diamines using yeasts. We isolated yeasts that could assimilate ethylendiamine (EDA) and hexamethylendiamine (HMDA) from approximately fifty yeasts stocked in the National Research Institute of Brewing that are mainly wastewater treatment yeasts. Consequently, three yeasts, Hansenula fabianii J640, Hansenula anomala J224-1, and Candida utilis IFO0626 were revealed to be able to grow well in culture containing EDA or HMDA as sole nitrogen source. In these yeasts, C. utilis IFO0626 showed the best rIovable ability, that is, it rIoved greater than 98% of 1,000 ppm EDA dichloride and HMDA dichloride in 48 h. The assimilation of 1 g of these diamine dichlorides needed approximately 10 g of glucose as a carbon source; therefore the ratio of C:N was calculated as 100:5. These yeasts were shown to prefer ammonium sulfate and urea to EDA and HMDA as nitrogen sources. It was shown that EDA or HMDA could be more effective decomposed by increasing the initial number of yeast cells in the treatment medium.

掲載雑誌
水環境学会誌29号p.339-342(2006)

8 醸造用ブドウのDNA多型解析に関する研究(総説)

著者
後藤(山本)奈美
要約

DNA多型解析を用いた醸造用ブドウ栽培品種および野生種の類縁関係の推定と品種の同定に関する筆者らの研究と,これに海外の代表的な報告加えて,これらを総説にした。RAPD解析法,並びにさらに検出感度の高いAFLP解析法を用いて非共有率の非加重平均率から樹形図を作成した。その結果,これまで生態や形態で分類されていた品種の違いが遺伝子レベルの差異を反映したものであることが明らかになった。また品種「甲州」の類縁関係をより明らかにした。精度が高く,近縁間の差異検出や連鎖解析等に利用されるマイクロサテライト(SSR)解析について,海外のおける多品種のデータ,原産地アサインに対して,数種の東洋系品種のグループアサイメントテストを行った。その結果,品種特有のSSRデータの偏りが認められた。

掲載雑誌
日本ブドウ・ワイン学会誌 17, 21-25 (2006)

9 Determination of Alcohol and Real Extract by Anton Paar Alcolyzer アントンパール社製アルコライザーによるアルコール及び真性エキスの測定

著者
T. Kaneko, K. Ito, T. Izumi, A. Matsuyama, N. Mukai, T. Ohuchi, M. Takeuchi, S. Tatematsu, and T. Teramoto
金子剛、伊藤清、泉貴章、松山暁子、向井伸彦、大内哲也、武内道代、立松佐奈恵、寺本貴尚
要約

Determination of Alcohol and Real Extract by Anton Paar Alcolyzer was reported. No statistically significant differences were found between the Anton Paar Alcolyzer and SCABA methods for the determination of alcohol in beer, happou-shu, and nonalcoholic beer. The Anton Paar Alcolyzer method resulted in significantly higher real extract results than did the SCABA method for beer, happou-shu, and nonalcoholic beer. The repeatability and reproducibility coefficients of variation were judged acceptable.

アントンパール社製アルコラーザーも用いて、ビール、発泡酒、ノンアルコールビールのアルコール分、真性エキスを測定し、SCABA法と比較した。アルコール分に関しては、著しい差はなかったが、真性エキスではアルコラーザーの方が著しく高くなった。アントンパール社製アルコラーザーを用いるアルコール分と真性エキスの測定の反復変動係数、再現性変動係数は許容範囲であると判断された。

掲載雑誌
J. Am. Soc. Brew. Chem., 64, 252-254 (2006)

(2) 取得特許

1 生分解性プラスチック分解剤及び分解方法

出願番号
特許第3762990号(P3762990)
発行日
平成18年4月5日
出願人
独立行政法人酒類総合研究所
発明者
家藤治幸、岩下和裕、向井伸彦、正木和夫、岡崎直人
課題

ポリ乳酸は植物由来のすぐれた生分解性プラスチックであって、近い将来、その利用が大幅に拡大されると、いくら生分解性を有するといってもその廃棄物処理に対しては、能動的かつ有効な処理手段を構築する必要がある。また、他の生分解性プラスチックも同様である。そこで、本発明では、ポリ乳酸を中心として生分解性プラスチックの分解に対する有効な酵素利用を提案することを目的として新たに設定したものである。

効果

クリプトコッカス属酵母由来である酵素リパーゼCS2は、生分解性プラスチック(PLA、PBS、PCL)の経時的酵素分解を示した。どの生分解性プラスチックに対しても、本酵素は有効に分解することが分かった。特に、本酵素は、高分子ポリ乳酸の分解に非常に有効であることが示された。これまでポリ乳酸分解能を持つと言われているProteinase Kと比較しても、用いた条件下で500倍以上の分解効率を示した。さらに、PBS分解に対しても非常に有効であることが分かった。その分解能力はポリ乳酸に対するものより遥かに高いものであった。また、同様にPCLに対しても本酵素は非常に高い分解能力を示した。リパーゼの中には脂質分解のみならずポリエステルに対する分解能力を持つものは存在するが、本酵素の高分子ポリエステル分解能は非常に高いものであり、なおかつ多種の基質に対して作用することから、非常に幅広い基質特異性を持つ酵素であることがわかる。このように本発明は、本酵素を使用することによって、生分解性プラスチックを効率的に分解することができ、廃棄物処理技術としてすぐれており、例えば量産化が予定されているPLAについても、その使用後における効率的処理が充分に可能であり、しかもその際、乳酸が生産されるため、これを再利用することができる。そのうえ更に、本酵素は、これをポリ乳酸系プラスチックやその他プラスチックに作用させ、その加工に用いたり、ポリ乳酸系プラスチックやその他プラスチック繊維に作用させ、その肌触りや染色性を向上させたりして、プラスチックの性質を改善し、高品質の繊維や衣料品等の新規製造も可能とするものである。

(3) 公開特許

1 フェルラ酸の抽出方法および疾患の予防食品および疾患の予防薬品

出願番号
特願2004-365822(P2004-365822)
出願日
平成16年12月17日
公開番号
特開2006-166834(P2006-166834A)
公開日
平成18年6月29日
出願人
国立大学法人東北大学、独立行政法人酒類総合研究所
発明者
駒井三千夫、白川仁、アルディアンシャ、橋爪克己、小関卓也
課題

米糠からフェルラ酸を容易に抽出することができるフェルラ酸の抽出方法を提供すること。

解決手段

米糠にエタノールを加えて振とうさせるエタノール処理過程と、前記エタノール処理過程にて得られた処理液を濾過する一次濾過処理過程と、前記一次濾過処理過程にて得られた残渣物を温熱乾燥させる温熱乾燥処理過程と、前記温熱乾燥処理過程にて得られた処理物を酵素製剤を含む溶液を用いて懸濁する酵素処理過程と、前記酵素処理過程にて得られた懸濁液を濾過する二次濾過処理過程と、前記二次濾過処理過程にて得られたフェルラ酸を主に含む抽出物を凍結乾燥させる凍結乾燥処理過程と、を含むことを特徴とするフェルラ酸の抽出方法。

2 エステル合成反応用固定化クチナーゼの製造方法

出願番号
特願2004-89489(P2004-89489)
出願日
平成16年3月25日
公開番号
特開2005-270014(P2005-270014A)
公開日
平成17年10月6日
出願人
大日本インキ化学工業株式会社、独立行政法人酒類総合研究所
発明者
田中芳清、木村雅敏、西村勝英、家藤治幸、正木和夫
課題

担体に固定化されたクチナーゼであって、高いエステル合成活性を有する固定化クチナーゼの製造方法を提供する。

解決手段

平均孔径が2~20nmの細孔を有する担体に、pH6~7の条件下でクチナーゼを固定化することを特徴とするエステル合成反応用固定化クチナーゼの製造方法である。

2006/7/7 掲載