教員紹介
- 食品科学プログラム
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中井 博之
准教授
担当講義：
食品科学
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糖質は生物の生命維持に必要不可欠であり、生命現象の根幹に関わる数々の重要な機能を果たします。生体内での糖質の合成・分解は酵素反応により行われており、糖質関連酵素の網羅的な機能解明は生体内での糖質代謝メカニズムを理解する上で学術的に極めて重要であります。糖質関連酵素は食品産業界においても大変重要な役割を担っており、澱粉をはじめとする高分子多糖の糖化や機能性オリゴ糖の製造など幅広く工業的に利用されています。近年、ゲノム全塩基配列の解読を目標としたゲノムプロジェクトが様々な生物種を対象に実施され、今後これまでに報告例のない新たな糖質関連酵素の発見が期待されています。本研究室では、バイオインフォマティックスおよびプロテオーム解析を駆使して学術的に重要な新規糖質関連酵素を発見し、機能および構造解析から得られた知見を基に、我々の食や生活に有益な機能性オリゴ糖および高分子多糖の生産開発を行っています。新潟県の地域特性を活かし、穀物の加工品開発やバイオマス利活用を目指した糖化技術開発にも取り組んでいます。
・ゲノム情報を活用した新規糖質関連酵素の探索
・生化学的手法による酵素機能の解析
・X線結晶構造解析によるタンパク質立体構造の解明
・糖質関連酵素の合目的改変
2.糖質代謝機構の解明
・バイオインフォマティックスを駆使した新規糖質代謝機構の提唱
・プロテオミクス解析によるタンパク質の網羅的発現解析
3.多糖加工技術の開発
・穀物の加工品開発
・バイオマス糖化技術の開発
4.機能性糖質の生産
・現代の諸疾患への改善効果能を示す機能性糖質の高効率生産
2013-2014年発表論文
1.Chiku K., Nihira T., Suzuki E., Nishimoto M., Kitaoka M., Ohtsubo K., Nakai H. Discovery of two β-1,2-mannoside phosphorylases showing different chain-length specificities from Thermoanaerobacter sp. X-514. PLoS One (2014) 9, e114882.
2.Nihira T., Miyajima F., Nishimoto M., Kitaoka M., Ohtsubo K., Nakai H. One pot enzymatic production of nigerose from common sugar resources employing nigerose phosphorylase. Journal of Applied Glycoscience (2014) 61, 75–80.
3.Nihira T., Nishimoto M., Nakai H., Ohtsubo K., Kitaoka M. Characterization of two α-1,3-glucoside phosphorylases from Clostridium phytofermentans. Journal of Applied Glycoscience (2014) 61, 59–66.
4.Touhara K., Nihira T., Kitaoka M., Nakai H., Fushinobu S. Structural basis for reversible phosphorolysis and hydrolysis reactions of 2-O-α-glucosylglycerol phosphorylase. The Journal of Biological Chemistry (2014) 289, 18067–18075.
5.Nakajima M., Toyoizumi H., Abe K., Nakai H., Taguchi H., Kitaoka M. 1,2-β-Oligoglucan phosphorylase from Listeria innocua. PLoS One (2014) 9, e92353.
6.Nihira T., Saito Y., Ohtsubo K., Nakai H.*, Kitaoka M. 2-O-α-D-glucosylglycerol phosphorylase from Bacillus selenitireducens MLS10 possessing hydrolytic activity on β-D-glucose 1-phosphate. PLoS One (2014) 9, e86548.
7.Nihira T., Saito Y., Nishimoto M., Kitaoka M., Igarashi K., Ohtsubo K., Nakai H. Discovery of cellobionic acid phosphorylase in cellulolytic bacteria and fungi. FEBS Letters (2013) 587, 3556–3561.
8.Nihira T., Saito Y., Chiku K., Kitaoka M., Ohtsubo K., Nakai H. Potassium ion-dependent trehalose phosphorylase from halophilic Bacillus selenitireducens MLS10. FEBS Letters (2013) 587, 3382–3386.
9.Farooq M., Nakai H., Fujimoto A., Fujikawa H., Kjaer K.W., Baig S.M., Shimomura Y. Characterization of a novel missense mutation in the prodomain of GDF5, which underlies brachydactyly type C and mild Grebe type chondrodysplasia in a large Pakistani family. Human Genetics (2013) 132, 1253–1264.
10.Nihira T., Suzuki E., Kitaoka M., Nishimoto M., Ohtsubo K., Nakai H. Discovery of β-1,4-D-mannosyl-N-acetyl-D-glucosamine phosphorylase involved in the metabolism of N-glycans. The Journal of Biological Chemistry (2013) 288, 27366–27374.
11.Nihira T., Suzuki E., Kitaoka M., Nishimoto M., Ohtsubo K., Nakai H. Colorimetric quantification of α-D-mannose 1-phosphate. Journal of Applied Glycoscience (2013) 60, 137–139.
12.Abou Hachem M., Møller M.S., Andersen J.M., Fredslund F., Majumder A., Nakai H., Leggio L.L., Goh Y.J., Barrangou R., Klaenhammer T.R., Svensson B. A snapshot into the metabolism of isomalto-oligosaccharides in probiotic bacteria. Journal of Applied Glycoscience (2013) 60, 95–100.
13.Nakai H., Kitaoka M., Svensson B., Ohtsubo K. Recent development of phosphorylases possessing large potential for oligosaccharide synthesi. Current Opinion in Chemical Biology (2013) 17, 301–309.
14.Nakai H., Vigsnaes L.K., Hemmingsen L., Andersen J.M., Lahtinen S.J., Rasmussen L.E., Abou Hachem M., Meyer A.S., Licht T.R., Svensson B. In vitro growth of four individual human gut bacteria on oligosaccharides produced by chemoenzymatic synthesis. Food & Function (2013) 4, 784–793.
15.Farooq M., Nakai H., Fujimoto A., Fujikawa H., Matsuyama A., Kariya N., Aizawa A., Fujiwara H., Ito M., Shimomura Y. Mutation analysis for the IL36RN gene in 14 Japanese patients with generalized pustular psoriasis. Human Mutation (2013) 34, 176–183.
16.Tagami T., Okuyama M., Nakai H., Kim Y.M., Mori H., Taguchi K., Svensson B., Kimura A. Key aromatic residues at subsites +2 and +3 of glycoside hydrolase family 31 α-glucosidase contribute to recognition of long-chain substrates. Biochimica et Biophysica Acta –Proteins and Proteomics- (2013) 1834, 329–335.
■受賞
・第3回食の新潟国際賞21世紀希望賞
受賞年月日: 2014.10
研究題目: ホスホリラーゼを活用したオリゴ糖製造技術の開発
・第12回インテリジェント・コスモス奨励賞
受賞年月日: 2013.05
研究題目: ヒトの健康保持増進に有益な機能性オリゴ糖の新規開発
・第13回酵素応用シンポジウム研究奨励賞
受賞年月日: 2012.06
研究題目: 新規ホスホリラーゼを活用した機能性オリゴ糖ライブラリーの構築
・Poster Award in Plant Polysaccharide and Applied Glycoscience Workshop 2010 (Tokyo, Japan)
受賞年月日: 2010.07
研究題目: Chemoenzymatic synthesis of novel oligosaccharides by reverse phosphorolysis
・Poster Award in Plant Polysaccharide and Applied Glycoscience Workshop 2010 (Tokyo, Japan)
受賞年月日: 2010.07
研究題目: Is low starch affinity characteristic of carbohydrate binding modules of family 45 (CBM45) and other starch binding domains featuring in starch metabolism regulatory contexts ?
・1st Poster Award in 7th Carbohydrate Bioengineering Meeting (Barunschweig, Germany)
受賞年月日: 2007.04
研究題目: Starch binding function of C-terminal region of plant α-glucosidase
・Best Poster Award in Plant Polysaccharide Workshop (York, UK)
受賞年月日: 2004.07
研究題目: Identification of starch binding site existing in C-terminal region of plantα-glucosidase
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