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MICROORGANISM AND COMPOSITION CONTAINING CATECHOLAMINE SELECTED BASED ON RECOGNITION OF CATECHOLAMINE AS INDICATOR

Patent code P120007723
Posted date Jun 26, 2012
Application number P2011-226788
Publication number P2012-100655A
Patent number P6020981
Date of filing Oct 14, 2011
Date of publication of application May 31, 2012
Date of registration Oct 14, 2016
Priority data
  • P2010-232962 (Oct 15, 2010) JP
Inventor
  • (In Japanese)遠野 雅徳
  • (In Japanese)蔡 義民
  • (In Japanese)上垣 隆一
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
Title MICROORGANISM AND COMPOSITION CONTAINING CATECHOLAMINE SELECTED BASED ON RECOGNITION OF CATECHOLAMINE AS INDICATOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for selecting a microorganism which recognizes and promotes proliferation of a compound having a catecholamine structure such as catecholamine existing in living bodies of animals and plants; and to provide a composition containing a compound having a catecholamine structure and having a reaction of promoting proliferation of pro-biotic lactobacillus.
SOLUTION: The method of selecting a microorganism, which recognizes and promotes proliferation of a compound having a catecholamine structure, has been developed. Then, the microorganism, which recognizes and promotes proliferation of a compound having a catecholamine structure, is disclosed.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


カテコールアミンは、カテコール骨格を有する化合物の代表的なものであり、動物体や植物体内においてホルモンや神経伝達物質として生理的作用を発揮している(非特許文献1)。動物体内において、カテコールアミンは神経線維末端のみならず、消化管組織、消化管内容物、糞便、尿、血中にも存在しており、過剰なストレス応答によりその濃度が上昇する(非特許文献2;非特許文献3;非特許文献4;非特許文献5)。また、野菜類、種子類、果物類、飼料作物や牧草など、ヒトおよび家畜にとって食経験の豊富な植物体に多量に存在し、ストレス低減作用・抗酸化作用・生体防御作用に関与すると推察されている。植物体のバイオマスを考慮すると、植物由来カテコール骨格を有する化合物含有組成物の潜在量は豊富であり、本含有組成物の機能性成分としての高度有効利用が十分に期待できる。



しかし、カテコール骨格を有する化合物を栄養源や増殖促進剤として利用する有用なプロバイオティクスとして利用できる菌は知られていない。



プロバイオティクスの代表例である乳酸菌は、食品や飼料製造過程において、有益な発酵促進作用を発揮することから、産業上極めて重要な有益微生物である。また、ヒトや家畜などの生体に摂取されることにより、腸内細菌叢改善などの有益な生理保健効果が期待できる。従って、産業上も生体腸内細菌叢バランスの改善の観点からも、効率の良い乳酸菌の増殖および活性を促進させるための技術確立が求められている。また、ヒトおよび家畜の健康増進作用の観点から、乳酸菌増殖促進成分自体の市場価値も高い。難消化性糖質(フラクトオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、ラクチュロース等)に代表されるプレバイオティクスが好例であり(非特許文献6)、既知の特許・研究報告も数多い。昨今の乳酸菌の増殖促進成分関連の市場規模を考慮すると、有益微生物の増殖促進成分に対するニーズは極めて高いが、カテコール骨格を有する化合物含有組成物による乳酸菌増殖促進作用の報告は国内外を通して見あたらない。



近年、家畜用抗生剤の使用量増大による多剤耐性菌出現や環境汚染への懸念が社会問題化し、低減技術の確立が急務の課題である。使用量増大の理由として、家畜の成長促進のみならず、消化管内における有害微生物の増殖阻害を目的とした微生物叢改善への期待が挙げられる(非特許文献7)。乳酸菌増殖促進作用を有する成分であるプレバイオティクスとして、カテコール骨格を有する化合物に動物体内共生細菌叢バランスの改善作用を期待することは、抗生剤代替技術として大変有意義であり、抗生剤低減に資することが強く期待できる。



一方、ヒトにおいては、精神的ストレスなどの各種ストレスにより、消化管内の微生物叢は悪化し、有害微生物が多く検出されるようになる(非特許文献8;非特許文献9)。過敏性腸症候群患者の増加や腸内細菌叢バランスの悪化に端を発するアレルギー等の各種疾病の増大が深刻であり、増え続ける医療費問題に対して、予防医学の観点から解決が望まれる。



近年、ストレスにともない生体内濃度が上昇するカテコールアミンを認識し増殖促進する病原性細菌の存在が示され(非特許文献10)、上述した家畜やヒトにおける共生細菌叢悪化メカニズムの一端である可能性が考えられた。しかしながら、カテコールアミンを作用点とする共生細菌叢バランスを改善する技術は存在しない。



非特許文献11は、グラム陰性菌のバナナ含有神経伝達物質の増殖促進作用を開示している。非特許文献12は、Lactobacillus属細菌のバナナの栄養源としての利用を開示している。バナナに神経伝達物質またはカテコールアミンを含むことは記載されていない。上述のように、非特許文献12には、バナナに神経伝達物質またはカテコールアミンを含むことは記載されておらず、非特許文献11に記載のグラム陰性菌はグラム陽性菌である乳酸菌とは生活環がまったく異なり栄養源も相互に類推可能ではないことから、非特許文献11および非特許文献12を合理的に組み合わせる根拠を見出すことはできないと思われる。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、動物・植物生体内にも存在するカテコールアミン等のカテコール骨格を有する化合物を認識し増殖促進する微生物の選抜方法、カテコール骨格を有する化合物認識性プロバイオティック乳酸菌およびプロバイオティック乳酸菌の増殖促進作用を有するカテコール骨格を有する化合物含有組成物と、カテコール骨格を有する化合物認識性微生物を含有する食品や微生物添加剤及びこの添加剤を用いる食品副産物の発酵飼料、飼料作物・牧草サイレージ、完全混合飼料、発酵粗飼料調製方法並びに食品調製方法を含む、当該微生物の産業有効利用方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
カテコール骨格を有する化合物によって増殖活性が上昇するラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)菌株であって、
前記増殖活性は、1.45mM MgSO4、8.92mM NH4NO3、4.79 mM KCl、3.96mM C6H12O6、2.62mM KH2PO4 および30% ウシ血清を含む培地(pH6.5)において、
L-ドパの非存在下に比べて100μMの該化合物の存在下で、少なくとも3.7倍上昇するか、
ドパミンの非存在下に比べて100μMの該化合物の存在下で、少なくとも2.4倍上昇するか、
ノルエピネフリンの非存在下に比べて100μMの該化合物の存在下で、少なくとも4.1倍上昇するか、
エピネフリンの非存在下に比べて100μMの該化合物の存在下で、少なくとも4.0倍上昇するか、および
ピロカテコールの非存在下に比べて100μMの該化合物の存在下で、少なくとも6.3倍上昇する、
からなる群より選択される特徴の少なくとも1つの特徴を有する、
ラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)菌株。

【請求項2】
 
前記化合物がドパミンまたはその塩である、請求項1に記載の菌株。

【請求項3】
 
前記菌株は、ラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum) TO1000、TO1001、TO1002またはTO1003(受託番号NITE P-958、NITE P-959、NITE P-960またはNITE P-961)である請求項1に記載の菌株。

【請求項4】
 
カテコール骨格を有する化合物を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)菌株の増殖の
ための組成物であって、該化合物が、ピロカテコール、L-エピネフリン(アドレナリン)、D-エピネフリン、DL-エピネフリン、L-ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)、D-ノルエピネフリン、DL-ノルエピネフリン、3,4-ジヒドロキシ-L-フェニルアラニン(L-ドパ)、D-ドパ、DL-ドパ、ドパミン、ドブタミン、(-)-イソプロテレノール、DL-3,4-ジヒドロキシマンデル酸、3,4-ジヒドロキシフェニル酢酸、(R)-(+)-1-フェニル-2,3,4,5-テトラヒドロ-(1H)3-ベンゾアゼピン-7,8-ジオール、cis-(±)-1-(アミノメチル)-3,4-ジヒドロ-3-フェニル-1H-2-ベンゾピラン-5,6-ジオール、4-(3,4-ジヒドロキシフェニル)-4,5,6,7-テトラヒドロ-チエノ[2,3-c]ピリジン、6-クロロ-2,3,4,5-テトラヒドロ-1-(4-ヒドロキシフェニル)-1H-3-ベンゾアゼピン-7,8-ジオール、(±)-6-クロロ-7,8-ジヒドロキシ-1-フェニル-2,3,4,5-テトラヒドロ-1H-3-ベンゾアゼピン、R(-)-2,10,11-トリヒドロキシ-N-プロピル-ノルアポルフィン、およびR(-)-プロピルノルアポモルフィン、ならびにそれらの塩、ならびにそれらの溶媒和物からなる群より選択される少なくとも1つを含む、
組成物。

【請求項5】
 
前記化合物が、ピロカテコール、(-)-エピネフリン(アドレナリン)、(+)-酒石酸水素(-)-エピネフリン(アドレナリン)、塩酸(-)-エピネフリン(アドレナリン)、L-(-)-ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)、(+)-酒石酸水素L-(-)-ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)一水和物、塩酸ドパミン、塩酸ドブタミン、塩酸(-)-イソプロテレノール、DL-3,4-ジヒドロキシマンデル酸および3,4-ジヒドロキシフェニル酢酸からなる群より選択される、請求項4に記載の組成物。

【請求項6】
 
前記化合物がドパミンまたはその塩である、請求項4に記載の組成物。

【請求項7】
 
前記菌株は、ラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum) TO1000、TO1001、TO1002またはTO1003(受領番号NITE P-958、NITE P-959、NITE P-960またはNITE P-961)である、請求項4~6のいずれか1項に記載の組成物。

【請求項8】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の菌株を含むプロバイオティクス。

【請求項9】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の菌株とカテコール骨格を有する化合物とを組み合わせたシンバイオティクスであって、該化合物が、
ピロカテコール、L-エピネフリン(アドレナリン)、D-エピネフリン、DL-エピネフリン、L-ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)、D-ノルエピネフリン、DL-ノルエピネフリン、3,4-ジヒドロキシ-L-フェニルアラニン(L-ドパ)、D-ドパ、DL-ドパ、ドパミン、ドブタミン、(-)-イソプロテレノール、DL-3,4-ジヒドロキシマンデル酸、3,4-ジヒドロキシフェニル酢酸、(R)-(+)-1-フェニル-2,3,4,5-テトラヒドロ-(1H)3-ベンゾアゼピン-7,8-ジオール、cis-(±)-1-(アミノメチル)-3,4-ジヒドロ-3-フェニル-1H-2-ベンゾピラン-5,6-ジオール、4-(3,4-ジヒドロキシフェニル)-4,5,6,7-テトラヒドロ-チエノ[2,3-c]ピリジン、6-クロロ-2,3,4,5-テトラヒドロ-1-(4-ヒドロキシフェニル)-1H-3-ベンゾアゼピン-7,8-ジオール、(±)-6-クロロ-7,8-ジヒドロキシ-1-フェニル-2,3,4,5-テトラヒドロ-1H-3-ベンゾアゼピン、R(-)-2,10,11-トリヒドロキシ-N-プロピル-ノルアポルフィン、およびR(-)-プロピルノルアポモルフィン、ならびにそれらの塩、ならびにそれらの溶媒和物からなる群より選択される少なくとも1つを含む、シンバイオティクス。

【請求項10】
 
前記化合物は、体内で存在する場合に前記菌株の1×106コロニー形成単位(cfu)あたり少なくとも5μMで含まれる請求項9に記載のシンバイオティクス。

【請求項11】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の菌株と組み合わせて使用するための、カテコール骨格を有する化合物を含むプレバイオティクスであって、該化合物が、
ピロカテコール、L-エピネフリン(アドレナリン)、D-エピネフリン、DL-エピネフリン、L-ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)、D-ノルエピネフリン、DL-ノルエピネフリン、3,4-ジヒドロキシ-L-フェニルアラニン(L-ドパ)、D-ドパ、DL-ドパ、ドパミン、ドブタミン、(-)-イソプロテレノール、DL-3,4-ジヒドロキシマンデル酸、3,4-ジヒドロキシフェニル酢酸、(R)-(+)-1-フェニル-2,3,4,5-テトラヒドロ-(1H)3-ベンゾアゼピン-7,8-ジオール、cis-(±)-1-(アミノメチル)-3,4-ジヒドロ-3-フェニル-1H-2-ベンゾピラン-5,6-ジオール、4-(3,4-ジヒドロキシフェニル)-4,5,6,7-テトラヒドロ-チエノ[2,3-c]ピリジン、6-クロロ-2,3,4,5-テトラヒドロ-1-(4-ヒドロキシフェニル)-1H-3-ベンゾアゼピン-7,8-ジオール、(±)-6-クロロ-7,8-ジヒドロキシ-1-フェニル-2,3,4,5-テトラヒドロ-1H-3-ベンゾアゼピン、R(-)-2,10,11-トリヒドロキシ-N-プロピル-ノルアポルフィン、およびR(-)-プロピルノルアポモルフィン、ならびにそれらの塩、ならびにそれらの溶媒和物からなる群より選択される少なくとも1つを含む、
プレバイオティクス。

【請求項12】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の菌株または請求項4~7のいずれか1項に記載の組成物あるいはその両方を含む添加剤。

【請求項13】
 
前記添加剤は、稲サイレージ用である、請求項12に記載の添加剤。

【請求項14】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の菌株または請求項4~7のいずれか1項に記載の組成物あるいはその両方を含む食品。

【請求項15】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の菌株または請求項4~7のいずれか1項に記載の組成物あるいはその両方を含む医薬。

【請求項16】
 
請求項1~3のいずれか1項に記載の菌株または請求項4~7のいずれか1項に記載の組成物あるいはその両方を含む飼料。

【請求項17】
 
カテコール骨格を有する化合物によって増殖活性が上昇するラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)菌株を選択する方法であって、該方法は、
A)ラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)菌を含む試料を提供する提供工程;
B)硫酸マグネシウム(MgSO4)、硝酸アンモニウム(NH4NO3)、塩化カリウム(KCl)、D-(+)-グルコース、リン酸二水素カリウム(KH2PO4)およびウシ血清を含む培地中で、カテコール骨格を有する化合物の存在下または不存在下で該試料を培養する培養工程;および
C)該化合物の不存在下で増殖せず、かつ、存在下において増殖したか、または該化合物の存在下において不存在下よりも増殖が促進された菌株を分離する分離工程
を包含する、方法であって、
該硫酸マグネシウムは、1.16~1.74mM、該硝酸アンモニウムは、8.02~9
.81mM、該塩化カリウムは、3.83~5.74mM、該D-(+)-グルコースは3.96~39.64mM、該リン酸二水素カリウムは、2.09~3.14mM、および該ウシ血清は15~30%で該培地中に存在し、該培地はpHが6.0~7.0である、方法。

【請求項18】
 
前記培養工程は、32~48時間実施される、請求項17に記載の方法。

【請求項19】
 
前記培養工程は、25~40℃で実施される、請求項17または18に記載の方法。

【請求項20】
 
前記培養工程は、0~5%CO2、および1~20%O2の条件下で実施される、請求項17~19のいずれか1項に記載の方法。

【請求項21】
 
前記試料は、5×105~5×106コロニー形成単位/wellの間で前記ラクトバチルス・プランタルム(Lactobacillus plantarum)菌を含む、請求項17~20のいずれか1項に記載の方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered


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