乳酸菌が生産する抗菌ペプチドバクテリオシン―多様な特性とその利用可能性―吉田

遥海1・竹内愛子1・善藤威史2

（1九州大学大学院生物資源環境科学府生命機能科学専攻#2九州大学大学院農学研究院生命機能科学部門#
1,2〒819
0395 福岡市西区元岡744）

Bacteriocins, antimicrobial peptides produced by lactic acid bacteria―various characteristics and applications―Harumi YOSHIDA1, Aiko TAKEUCHI1, Takeshi ZENDO2
(1Department of Bioscience and Biotechnology, Graduate School of Bioresources and Bioenvironmental Sciences, Kyushu

University, 2Department of Bioscience and Biotechnology, Faculty of Agriculture, Graduate School, Kyushu University,
Motooka 744, Nishi-ku, Fukuoka 8190395, Japan.)

要

旨

自然界j広N存在V#発酵食品ih˜通We人間j最„iW~深C微生物m一cfA‘乳酸菌jn#抗菌ÖÓ½ÅfA‘ÌªÂæ¥³ï˜生産X‘„m˜見出XRgKfL‘"乳酸菌m安全性†ÌªÂæ¥³ïm優’^特性J‹#乳酸菌ÌªÂæ¥³ïn次世代m抗菌物質gVem期待K大LC"\m構造†特性n多種多様fAŒ#適材適所m利用jŠŒ#安全f効果的i微生物制御#ÌŸ¥Óæ²Õô³ãïm実現K望}’‘"実際j#最„代表的i乳酸菌ÌªÂæ¥³ïfA‘ÆŸ³ï A
n#日本˜含ƒ#世界f広N食品保存料gVe利用T’#\m用途n食品保存j留}‹Y#食品g同様j安全i抗菌物質˜必要gX‘口腔¬›剤ihm非食品分野j„拡大VeC‘"T‹j新^i乳酸菌ÌªÂæ¥³ïm発見gg„j利用範囲m拡大K見込}’#ÆŸ³ï A j続N実用K期待T’‘„m„多数発見T’eIŒ#\’‹m多様i構造g特性j加G#生合成†作用m多様i分子機構K明‹JgiŒccA‘"

1.

合成T’‘„mnÌªÂæ¥³ïg定義T’‘1)"n W ƒ jgNj#古来食T’eL^発酵食品j多N含}’e

乳酸菌n#自然界j広N存在V#長C間日常的jC‘乳酸菌K生産X‘ÌªÂæ¥³ïn#天然m食

人間g関•beL^微生物fA‘"乳酸菌n乳製品

品保存料gVem利用K期待T’#多種多様i乳酸

˜nWƒgX‘発酵食品m発酵˜促V#食品m嗜好

菌J‹多数mÌªÂæ¥³ïK同定T’eL^"一

性_PfiN保存性m向上j„寄与VeL^"一方部m乳酸菌由来ÌªÂæ¥³ïn米国食品医薬品局

f生物mzg™hK抗菌ÖÓ½Å˜生産X‘RgK（ FDA ） j Š b e 一 般 的 j 安 全 g T ’ ‘ GRAS

知‹’eIŒ#中f„細菌jŠbeæØ¹ôÜ上f(Generally Regarded As Safe）物質gVe認ƒ‹’eC‘2) "\m一cf# Lactococcus lactis jŠbe
生産T’‘ÆŸ³ï A n広N商業的j利用T’^E-mail: zendo＠agr.kyushu-u.ac.jp

Vol. 71. 2021

― 10 ―

最初mÌªÂæ¥³ïfA‘3)"日本jICe„#

表1ÆŸ³ï A n 2009 年 j食 品 添 加 物 gV e指 定 Tªåμ’#食品保存wm利用K可能gib^4)"
乳酸菌ÌªÂæ¥³ïm多Nn熱j耐性KAŒ#

乳酸菌K生産X‘ÌªÂæ¥³ïm分類性質»ô®¿Äm例

翻訳後修飾˜受P‘10
kDa 以下m低分子ÖÓ½Ååï½Ï¥Âœ¿ªæÐÅ（不飽和›ÛÊ酸#異常›ÛÊ酸˜含‚）環状（N末端g C末 ÚçÄôμ ABC Äå
端KÖÓ½Å結合）ïμÙô»ô
«æ¯³ï（糖K付加）«ç¯ôμ×μ×ÄåïμÑ¢åô¸輸送複合体

酸性域˜中心j広C pH 範囲f抗菌活性K維持T’#無色#無味無臭fA‘RgJ‹#広C用途j対
応fL‘"一般的i抗生物質†抗菌剤n広C範囲m
細菌種j対Ve殺菌・静菌効果˜示XK#ÌªÂæ¥³ïn狭C範囲m細菌種j対Ve殺菌・静菌効果˜示X„mK多C"}^#zg™hmÌªÂæ¥³
ïn#抗生物質ŠŒ„低濃度f効果˜示X5)"T‹

翻訳後修飾˜受PiC
10 kDa 以下m低分子
ÖÓ½Å
a YGNG 配列g 1 c以 ÚïÊôμ×μ×Äå
上m´μçÑœÅ架 ïμÑ¢åô¸輸送複
橋˜持c
合体（ManPTS）
b 2 cmÖÓ½Åm相 ¡ïÃ¦ÓèÇçÐé
乗作用jŠŒ抗菌活 æï酸合成酵素
性˜示X
c æô¼ô配列˜持^ 亜鉛依存性膜結合型Ý
iC»éÖÓ½¼ô¸
d \m他ªåμÌª æÐÅÂæ¥³ïj#ÖÓ½ÅfA‘ÌªÂæ¥³ïn#消化管j存在X‘ÄæÓ³ï†ÖÓ³ïmŠEi酵素jŠbe
不活性化T’#消化管†環境中j残存ViC^ƒ#
安全性K高N#耐性菌K出現X‘可能性K低Cg考G‹’eC‘6)"
乳酸菌ÌªÂæ¥³ïn食品保存˜主i用途gV



e研究K進ƒ‹’eL^K#優’^抗菌作用g安全

熱感受性m27～35 kDa
高分子»ïÍª質
溶菌性（ÌªÂæ¥æ³ï）
非溶菌性性˜活JV#食品保存以外m用途†薬剤耐性菌m制
御wm利用„検討T’eC‘"他m様々i抗菌剤#

細胞壁«ç¯ôμm取Œ込~

gNj天然由来m抗菌剤gm組~合•ZjŠbe#ÌªÂæ¥³ïm効果˜高ƒ‘補完的i›Óéô½

åï½¥Çïih˜含‚åï½Ï¥Âœ¿ªg„呼„進™fC‘"本稿fn#乳酸菌ÌªÂæ¥³ïj

o’‘ªåμg#翻訳後修飾˜受PiCÌªÂæ

cCe#最近m研究f明‹Jgib^新VC知見¥³ïfA‘ªåμm大LN 2 cj分類T’e

g#食品†人m健康wm応用例˜紹介X‘"

C^9)"VJV#RR最近#翻訳後修飾˜受P‘Ì2.

ªÂæ¥³ïn#åï½Ï¥Âœ¿ªj限定T’ÌªÂæ¥³ïm分類#構造g作用機構

Y#n‘Jj多様fA‘RgK明‹JjibeLÌªÂæ¥³ïm構造n#生産X‘菌種j応We^10) "Ãô»Õôμ上m®ÊÜ情報J‹類似m遺L•ƒe多様fAŒ#乳酸菌˜含‚«åÜ陽性菌j

伝子˜探索X‘®ÊÜÚŸÇï«gCE新^i手法

限be„様々i„mK報告T’eC‘7)"zg™hjŠbe„#多Nm新奇ÌªÂæ¥³ïK発見T’mÌªÂæ¥³ïn#¯›ÖÓ½Åm N末端側jccA‘11) "\m^ƒ#«åÜ陽性菌mÌªÂææô¼ôÖÓ½ÅK結合V^前駆体gVe生産T¥³ï˜再分類X‘必要K生W#翻訳後修飾˜受P’#分泌時jÖÓ½¼ô¸jŠbeæô¼ôÖÓ½‘ªåμÌªÂæ¥³ïj含}’‘„mK拡大

ÅK除去T’e活性型m成熟ÌªÂæ¥³ïgi

V#分子量m大Li抗菌»ïÍª質fA‘ªåμ‘"前駆体m生物活性n成熟型ÌªÂæ¥³ïj比ÌªÂæ¥³ï„加Ge#現在#ÌªÂæ¥³ïn

xe著VN低N#æô¼ôÖÓ½Ån専用m輸送»)
主j 3 cmªåμj分類T’‘RgK多C12（表1）"ïÍª質†一般的i分泌経路wm分泌³«ÆçgVe機能X‘8)"従来#«åÜ陽性菌由来mÌªÂæªåμÌªÂæ¥³ïªåμÌªÂæ¥³ïn# 10 kDa 以下mÖÓ

¥³ïn#翻訳後修飾˜受P#異常›ÛÊ酸fA‘― 11 ―

乳業

技術

½Åf#æØ¹ôÜf合成T’^後j翻訳後修飾˜

ïm前駆体fA‘æÐÅj結合X‘Rgf細胞壁

受P‘"åï½¥Çï˜含‚åï½Ï¥Âœ¿ª#m合成˜阻害V#T‹j C末端領域K標的細菌m«æ¯³ç化T’^ÖÓ½Åm«æ¯³ï# N 末細胞膜j侵入Ve孔˜形成Ve菌体内容物˜流出T

端g C末端K結合Ve環状化VeC‘環状ÌªÂ

Z‘Rgf抗菌作用˜示X（図 2 ）"åï½Ï¥Âæ¥³ïih#構造n多岐j•^‘（図 1）"

œ¿ªfn#ÆŸ³ïg同様j#æÐÅ˜標的g
X‘„mK多C14)"åï½¥Ï¥Âœ¿ªgn#不飽和›ÛÊ酸#åï½¥Çï# 3 Ý½çåï½¥Çïihm#翻訳

環状構造˜持cÌªÂæ¥³ïjn#投Q輪型Ö

後修飾jŠbe生W‘異常›ÛÊ酸˜含‚抗菌ÖÓ

Ó½Åg N末端g C末端K結合VeC‘環状ÖÓ½ÅfA‘"REV^異常›ÛÊ酸˜含‚ÖÓ½Å

½ÅK含}’‘15) "現在}fj#乳酸菌由来m投

n#抗菌作用˜„^iC„m„含ƒeåï½ÖÓ½

Q輪型ÌªÂæ¥³ïn見cJbeI‹Y#«åÜ

Åg称T’‘Rg„A‘"Rm翻訳後修飾n専用m

陽性菌K生産X‘„mfn#åæ›½ïA

修飾酵素jŠbe行•’#åï½Ï¥Âœ¿ªn\（ Rhodococcus jostii )16) #μÄèÓÄÞÊÚŸ³ï

m酵素m種類jŠbeT‹j 5 cmªåμj分類（ Streptomonospora alba )17) # μ Ï · Ç ï （ Strep-

T’eC‘13) "åï½Ï¥Âœ¿ªfA‘ÆŸ³

tomyces sviceus )18)m 3 種m構造K明‹JjT’eC

ï A（Lactococcus lactis )4)n#最„代表的iªåμ‘"ÖÓ½Åm N末端g C末端K結合VeC‘環ÌªÂæ¥³ïfA‘（以下„同様j#ÌªÂæ

状ÌªÂæ¥³ïn#構造m安定性K高C„mK多¥³ï名m後m¦¿¯内n生産株K属X‘菌種名˜

N#等電点値（ pI ）K高C±Ò«çôÓ（ 10 以示X）"ÆŸ³ïn#N末端領域KÖÓ½Å«æ¦上）g低C±Ò«çôÓj分類T’‘19,20)"±Ò

図1ªåμÌªÂæ¥³ïm構造m例
ÆŸ³ï A m網掛Pn#翻訳後修飾jŠbe生W‘異常›ÛÊ酸˜示X"åªÄ±Ÿªæ³ï Q n 1 残
基目m L g61残基目m W KÖÓ½Å結合Ve環状構造˜形成VeC‘"£ïÂé³ï F4
9 m網掛Pn#N›·½ç«ç¯±Ûï（GlcNAc）K結合X‘·æïgÄè¥Çï˜示X"Vol. 71. 2021

― 12 ―

図2

ÌªÂæ¥³ïm作用機構m例ÆŸ³ï A nÖÓ½Å«æ¦ïm前駆体fA‘æÐÅj#ÖÃœ¥³ï PA 1 nÚïÊôμ×μ×ÄåïμÑ¢åô¸輸送複合体（Man-PTS）j結合X‘Rgf#標的細胞膜j孔˜形成X‘"形成V^孔
J‹ ATP †Ÿ¥ïihm細胞内物質˜細胞外w漏出TZ‘"« ç ô Ó  m £ ï Â é ³ ï AS 48 ( Enterococcus

ÌªÂæ¥³ïfA‘28) "«æ¯³ïn#複数m

faecalis )21) #¦çÊ±Ÿªæï A ( Carnobacterium´μçÑœÅ結合˜有V#糖転移酵素jŠbe前駆

maltaromaticum )22) #åªÄ±Ÿªæ³ï Q ( Lac-体ÖÓ½Åj糖K結合T’‘"乳酸菌J‹n«æ¯

tococcus sp. )23) n 4 ～ 5 個m両親媒性 a Ôæ¿ªμ³ ï F ( Lactiplantibacillus plantarum )29) † £ ï Â

K±Ù³ï様構造j折Œ^^}’^構造˜„

é³ï F49 (Enterococcus faecalis )30)ihm報告例c22) "±Ù³ïgn#哺乳類m脂質分解酵素m活KAŒ#®ÊÜÚŸÇï«jŠbe„«æ¯³ïg

性化因子gVe働NÖÓ½ÅfAŒ# 3 cm a Ô

予想T’‘ÖÓ½ÅK見出T’ccA‘31)"æ¿ªμf形成T’‘ V 字型m·«ÝïÄK存在
X‘RgK特徴fA‘20) "Rm±Ò«çôÓmÌªåμÌªÂæ¥³ï

ªÂæ¥³ïn正電荷˜持`#細菌細胞膜g直接相

翻訳後修飾˜受PiCªåμÌªÂæ¥³ï

互作用Ve\m透過˜引L起RV#菌体内J‹mŸn#T‹jªåμ a J‹ d m 4 cm±Òªåμ¥ïm漏出g膜電位m消失jŠŒ#最終的jn細胞

j分類T’‘（図 3）"YGNG 配列g 1 c以上m´

死˜引L起RX24)"一方#«çôÓj属X‘§çμçÑœÅ結合˜含‚ÖÃœ¥³ï様ÌªÂæ¥³

Ï³ï ML ( Lactococcus garvieae )25) n #Ú ïÊ ô

ï#二成分K相乗的j作用X‘ 2 ÖÓ½ÅÌªÂμ ABC ÄåïμÙô»ô˜標的gVe抗菌作用˜æ¥³ï#æô¼ô配列˜持^iCæô¼ôèμÌ

示XRgK明‹JgibeC‘26) "±Ò«çôÓªÂæ¥³ï#\m他m直鎖状（線状）ÌªÂæ¥j属X‘§·æ³ï A ( Lactobacillus gasseri )27)

³ïj分類T’‘"†›³Å³ï B ( Lactobacillus acidophilus )19) n# 4ªåμa ÌªÂæ¥³ïnÖÃœ¥³ï様Ìª

cm a Ôæ¿ªμK疎水性¯›f結合VeIŒ#Âæ¥³ïg„呼o’# N 末端側j保存T’^±Ù³ï構造˜持^Y#等電点K異i‘RgJ‹#

YGNG Þ½ôÑg少iNg„一cm´μçÑœÅ±Ò«çôÓm環状ÌªÂæ¥³ïgn異i‘作

結合gCE構造的特徴˜有VeC‘"Rm±Òªå

用機構˜„cRgK予想T’‘"

μmÌªÂæ¥³ïn欧米f主i食中毒起因菌gi«æ¯³ïn#³μÂŸï（S結合型）#·æï

beC‘æμÂæ›菌（Listeria monocytogenes ）j}^nÄè¥Çï（ O 結合型）j#«ç¯ôμ†

対Ve強C抗菌活性˜示X"R’}fj多数K同定N ›·½ç«ç¯±ÛïK結合V^«æ¯³ç化T’eIŒ#代表的i„mjÖÃœ¥³ï PA 1― 13 ―

乳

業

技

術

図3

ªåμÌªÂæ¥³ïm構造m例
ÖÃœ¥³ï PA1 m網掛Pn#YGNG Þ½ôÑg´μçÑœÅ結合˜示X"Óåï»æ³ï E gÓåï»æ³ï F nªåμb ÌªÂæ¥³ï˜構成V#2 cmÖÓ½Åf相乗的i抗菌活性˜示X"åªÂ
œ³ï Q n N末端j開始¯Åïj由来X‘ N×çÛçÝ½¥Çï（fM）˜有X‘"(Pediococcus acidilactici, P. pentosaceus ）†éŸ¯³

ÌªÂæ¥³ïn#立体構造m違CJ‹#T‹j±ï A (Leuconostoc gelidum zJ）ihKA‘32)"R

Ù³ï様ÖÓ½Åg LsbB 様ÖÓ½Åj細分T’’‹mÌªÂæ¥³ïn#細胞膜上mÚïÊôμ×‘"±Ù³ï様ÌªÂæ¥³ïn#£ïÂé³ï

μ×ÄåïμÑ¢åô¸輸送複合体（ Man-PTS ）7A, 7B (Enterococcus faecalis )35)#åªÂœ³ï Q

˜標的gV#細胞膜j孔˜形成X‘Rgf抗菌活性( Lactococcus lactis )36) ihfA‘"複数m両親媒性

˜示X（図 2)33)"

m a Ôæ¿ªμJ‹iŒ#環状ÌªÂæ¥³ïgªåμb ÌªÂæ¥³ïn#aÔæ¿ªμ構造

同様m折Œ^^~構造˜形成VeC‘"åªÂœ³

˜„c 2 cmÖÓ½Åf構成T’#等Þç濃度m

ï Q n受容体m関与iVj細胞内j侵入V#孔m

両ÖÓ½Åm存在下f相乗的i抗菌活性˜示V#標形成†細胞膜m破壊˜引L起RXRgKfL‘37)"

的細胞膜j孔˜形成X‘"乳酸菌由来m代表的iª

LsbB 様ÖÓ½Åm代表的i„mj LsbB ÌªÂæåμ b ÌªÂæ¥³ïfA‘åªÄ¯¿³ï G¥ ³ ï （ Lactococcus lactis )38) † £ ï Â é ³ ï K1

( Lactococcus lactis ） † Ó å ï » æ ³ ï EF ( Lac-

(Enterococcus faecium )39)KA‘"R’‹n N 末端

tiplantibacillus plantarum ）n#菌体表面j局在X

j両親媒性 a Ôæ¿ªμ˜„`37) #±Ù³ï型Ì

‘¡ïÃ¦ÓèÇçÐéæï酸合成酵素˜標的gVªÂæ¥³ïgn異iŒ#狭C抗菌μÖªÄç˜持e用C‘34)"c"LsbB n#亜鉛依存性m膜結合型Ý»éÖÓ½¼ô¸˜標的gVeC‘40)"ªåμc j分類T’‘æô¼ôèμÌªÂæ¥³ïn#æô¼ôÖÓ½Å˜持c前駆体K形成T’ªåμd j分類T’‘\m他m直鎖状ÌªÂæ

Y# N 末端j開始¯Åïj対応X‘×çÛçÝ½¥³ïm«çôÓjn#単一ÖÓ½Åm非ÖÃœ¥¥Çï˜持`#他mÌªÂæ¥³ïj見‹’‘ŠE³ï様ÖÓ½ÅK含}’‘"åªÄ¯¿³ï A

i翻訳後修飾†æô¼ôÖÓ½Åm切断˜受PiC( Lactococcus lactis ）#£ïÂé³ï B ( Enterococcus^ƒ#翻訳後XOj活性˜示X24) "æô¼ôèμfaecium）#åªÄ¯¿³ï972 (Lactococcus lactis ）Vol. 71. 2021

― 14 ―

n#Rm«çôÓm中f最„ŠN研究T’eC‘Ì

溶菌性mªåμÌªÂæ¥³ïn#«ç¯ôμiªÂæ¥³ïfA‘"ªåμd jn多様iÌªÂ

hm糖m取Œ込~˜阻害X‘g考G‹’eC‘48)"

æ¥³ïK分類T’#R’‹m構造#分泌機構#作

3.

用機構n\’]’異i‘"ÌªÂæ¥³ïm生合成機構

ÌªÂæ¥³ïn遺伝子j¯ôÅT’eIŒ#æô¼ôèμÌªÂæ¥³ï以外mÌªÂæ¥³ïªåμÌªÂæ¥³ï
分子量m大Li抗菌»ïÍª質fA‘ªåμÌ

n#活性˜„^iC前駆体ÖÓ½ÅgVeæØ¹ôªÂæ¥³ïn#T‹j#溶菌作用˜持cÌªÂæÜ上f合成T’‘"一般j#ÌªÂæ¥³ï前駆体¥æ³ïg非溶菌性m抗菌»ïÍª質j分類X‘R

n#翻訳後修飾†分泌j関•‘»ïÍª質jŠ‘認

gKfL‘"

識部位gi‘ N 末端æô¼ôÖÓ½Å˜持`#ÌªÂæ¥æ³ïn#分子量 27 ～ 35 kDa m»ïæô¼ôÖÓ½Åm切断j前後Ve#細胞外j排出Íª質f#熱j弱N#標的細菌m細胞壁˜溶解X‘

T’‘"ÌªÂæ¥³ïm生産g自己耐性j関•‘能力˜持cRgK特徴fAŒ# N 末端m触媒ÅÝ

»ïÍª質˜¯ôÅX‘遺伝子nªåμ»ô˜構成

Ÿïg C 末端m認識ÅÝŸïgCE#æï¦ô配

VeIŒ#多Nm場合nÄåïμÙºï†ÓåμÛ

列f繋K‘ 2 cm重要iÅÝŸïJ‹構成T’eÅihm可動遺伝因子j保存T’eC‘"}^#Ì

C‘41) "触媒ÅÝŸïn#ÖÓ½Å«æ¦ï架橋ªÂæ¥³ï生合成遺伝子群m発現誘導m^ƒj#

˜標的gX‘ÓéÂ›ô¸fAŒ#基質認識ÅÝŸ誘導ÖÓ½Åg\m³«Æç伝達j関•‘遺伝子K

ïn#標的m認識j加Ge#触媒ÅÝŸïKÖÓ½

必要gi‘場合„見‹’‘49)"Å«æ¦ï鎖j沿be移動X‘^ƒm›ï¦ôgVÌªÂæ¥³ïm生合成機構˜ªåμmÆŸ³em役割„担beC‘"ÌªÂæ¥æ³ïm特異性 ÆŸ³ï A 構造遺ï A ˜例j説明X‘（図 4）"◯g抗菌μÖªÄçn#様々iÖÓ½Å«æ¦ï部位

伝 子 nisA K 転 写 ・ 翻 訳 T ’ e 前 駆 体 Ö Ó ½ Å

˜加水分解X‘能力jŠbe決}‘"«åÜ陽性菌

 NisA m特定m›ÛÊ酸残
NisA K合成T’‘"◯

K産生X‘代表的iÌªÂæ¥æ³ïjn#æºμ

基 K NisB g NisC j Š ‘ 翻 訳 後 修 飾 j Š b e 脱»Ñœï（ Staphylococcus simulans )42) #¶ô³ï

 修飾T’^ NisA n ABC Äåï
水・環化T’‘"◯A ( Streptococcus zooepidemicus )43) # Û è æ ³ ï BμÙô»ô NisT jŠŒ細 胞 外 j排 出 T’‘"◯( Streptococcus milleri )44) #£ïÂéæ³ï A ( En-

NisP jŠŒæô¼ôÖÓ½ÅK切断T’e活性型

terococcus faecalis )45) ihKA‘"æºμ»ÑœïmÆŸ³ï A gi‘"}^#ÌªÂæ¥³ï生産nÖï»«æ³ï架橋˜標的gX‘Ý»éÓéÂ株n#特異的i自己耐性»ïÍª質˜生産X‘Rg›ô¸fAŒ#Ûèæ³ï B nÂÄåÖÓ½Åg

f#自身mÌªÂæ¥³ïm作用J‹身˜守beC

架橋ÖÓ½Åm両方˜標的gX‘"ÌªÂæ¥æ³‘"ÆŸ³ï A jICen#細胞膜上j›ï¦ôïn複数m切断部位˜持cRgjŠŒ#広C抗菌μX‘æÙ»ïÍª質fA‘ NisI KÆŸ³ï A ˜吸ÖªÄç˜持cRgKfL‘g考G‹’‘"

着X‘"T‹j NisE, NisF, NisG K細胞膜上jÄ

非溶菌性mªåμÌªÂæ¥³ïn#ÌªÂæåïμÙô»ô˜形成V#自身m細胞膜j付着X‘¥æ³ïg物性K似eC‘K#\m作用機序n細胞ÆŸ³ï A ˜菌体外j排出X‘Rgf自身˜保護

壁m溶解j基dN„mfniC"例gVe#ÔçÕ

X‘4)"R’‹m生合成遺伝子群n#nisRK ˜除CÂœ³ï J ( Lactobacillus helveticus )46) #Ãœμ§e#ÆŸ³ï A 自身˜誘導因子gV^二成分制御å ª Â œ ³ ï （ Streptococcus dysgalactiae subsp.

系f発現K制御T’eC‘"細胞膜上jA‘ NisK

equisimilis )47) ihKA‘"現在}fj#R’‹m

K菌体外mÆŸ³ï A ˜感知V#NisR wmæï酸»ïÍª質m立体構造n明‹JjT’eI‹Y#非基æèôjŠbeÓéÞô»ô˜活性化V#各遺伝― 15 ―

乳

業

技

術

図4

ÆŸ³ï A m生合成機構
æô¼ô配列˜含‚ NisA n#NisB g NisC jŠbe翻訳後修飾˜受P‘"T‹j#NisT jŠbe菌体
外wg分泌T’#NisP jŠbeæô¼ô配列K切断T’e活性型ÆŸ³ï A gi‘"NisI, NisF, NisE,
NisG n#自己耐性機能˜担beC‘"ÆŸ³ï A n誘導物質gVe„働CeIŒ#\m刺激n NisK#
NisR wg伝達T’#ÓéÞô»ôK活性化T’‘Rgf#各遺伝子m発現K誘導T’‘"

子m発現K誘導T’‘50)"

j対X‘消費者m関心K高}beC‘"食品m微生他mÌªÂæ¥³ïm生合成j„ÆŸ³ïm生合物制御m一般的i方法gVen#加熱殺菌†食品保成機構g同様m機能˜有X‘»ïÍª質K必要gi

存料#抗菌剤m添加K挙Q‹’‘"VJV#過度m‘"生W‘翻訳後修飾j応We#修飾˜触媒X‘»

加熱n食品m品質˜大LN損iE恐’KAŒ#化学

ïÍª質K必要g考G‹’‘K#環状ÌªÂæ¥³

的j合成T’^添加物m利用n自然志向m観点J‹ïmŠEj\m詳細K明‹JgibeCiC„m„

消費者j避P‹’‘傾向jA‘"\Rf#消費者m

多C"一方#ªåμÌªÂæ¥³ïfn#翻訳後

志向j応G#品質維持g高C安全性˜両立V^食品

修飾j関•‘»ïÍª質n不要_K#ªåμm場

保存技術gVe#ÌŸ¥Óæ²Õô³ãïK注目˜

合g同様j分泌†自己耐性j関•‘»ïÍª質K生

集ƒeC‘"ÌŸ¥Óæ²Õô³ãïgn#人々K

合成j不可欠f#発現誘導j関•‘»ïÍª質群˜長年j•^Œ食品gVe#A‘Cn食品gg„j#

必要gX‘„m„AŒ#R’‹m遺伝子Kªåμ

何‹m外作用„iVj食xeL^植物・動物A‘C»ô˜形成VeC‘"分子量m大LCªåμÌªn微生物起源m抗菌物質（ÌŸ¥Óæ²ÌÂœÒ）

Âæ¥³ïm生合成jn不明i点K多CK#ªåμ

˜利用V^手法fA‘"中f„#食品gm関•ŒK†gn異i‘機構f生合成T’‘RgK予想T

深N#発酵食品m保存性向上j寄与VeC‘乳酸菌’‘"

K生産X‘ÌªÂæ¥³ïn#ÌŸ¥Óæ²ÌÂœ

4.


ÒgVe大Li期待˜寄Z‹’eIŒ#実用化j向ÌªÂæ¥³ïm応用P^研究K進ƒ‹’eC‘"食品j対X‘乳酸菌Ì

食品用途wm利用

 精製物˜ªÂæ¥³ïm主i利用形態gVen#◯

食生活m多様化K進‚現代#食品m品質†安全性Vol. 71. 2021

 培養液上清†\m粗精製物
製剤gVe添加X‘#◯― 16 ― ÌªÂæ¥³ï生産乳酸菌˜μ»ô
˜添加X‘#◯

乳酸菌n発酵食品mμ»ô»ô¦ç½ßôgVe

»ô¦ç½ßôgVe用C‘場合K考G‹’#用途

一般的j使用T’‘RgJ‹#ÌªÂæ¥³ï生産

j応W^使C分PK望}’‘"乳酸菌˜食品j添加V#食品中f持続的iÌªÂæ

最„代表的i乳酸菌ÌªÂæ¥³ïn#Lactococ-¥³ï生産˜図‘方法„A‘"中f„#発酵乳製品

cus lactis m一部m株jŠbe生産T’‘ÆŸ³ï

fA‘½ô¶生産wm利用例n多数報告T’eC

fA‘"ÆŸ³ïn#食品汚染菌†食中毒菌fA‘‘"生産T’‘ÌªÂæ¥³ïn#食中毒菌˜効果

Listeria 属† Staphylococcus 属細菌j作用X‘_P

的j制御X‘_PfiN#μ»ô»ôIŠr非μfiN# Bacillus 属† Clostridium 属細菌m栄養細»ô»ô乳酸菌m溶菌˜引L起RV#»ïÍª質分胞m制御†芽胞m発芽抑制j有効fA‘RgJ‹#

解酵素m放出j伴E½ô¶m熟成†風味向上˜促進

様々i食品m保存wm利用K進ƒ‹’eL^"ÆŸ

X‘53) "}^#½ô¶m熟成段階fn#芽胞形成³ïjn数種m変異体KA‘K#中f„ÆŸ³ï

細菌m Clostridium 属jŠ‘酪酸発酵˜原因gX‘

A n#前述m通Œ#日本˜含ƒ^世界中f食品保食感g風味m劣化†腐敗K大Li問題gi‘"\R

存料gVem利用K認可T’eIŒ#海外fm使用

f#ÆŸ³ï生産菌˜μ»ô»ôgVe利用X‘R

実態等˜踏}G#日本f„使用fL‘食品IŠr使

gf# Clostridium 属細菌m生育˜抑制V#良好i

用基準K設定T’eC‘4)"食品保存料gVemÆ

½ô¶m生産K可能gi‘RgK確認T’eC

Ÿ³ïn#ÆŸ³ï A ˜2.5含有V#乳培地m成‘54) "日本jICen#同WN芽胞形成細菌fA

分†塩化ÆÄæ¡Ü˜含‚ÆŸ³ï製剤‘ Bacillus 属細菌m発酵食品wm混入K問題gi‘「 Nisaplin( Danisco 社 ）」fAŒ#乳製品 †肉 製

場合K多CK#ÌªÂæ¥³ï生産乳酸菌˜μ»ô

品#缶詰ihm加工食品j世界f広N実用T’eC»ôgVe用C‘Rgf#Bacillus 属細菌m生育†‘"

不快臭˜抑制V^使用例KA‘55,56)"}^#欧米f

冷 蔵 保 存 中 f „ 増 殖 X ‘ æ μ Â æ › 菌 （ L.

n#発 酵 ˜伴 •iC食品 j対 Ve„「 protective

monocytogenes ）j対Ven#抗æμÂæ›ÌªÂ

culture 」gVe乳酸菌˜添加X‘手法K利用T’æ¥³ïg„呼o’‘ªåμa ÌªÂæ¥³ïm

eIŒ#ÌªÂæ¥³ï生産乳酸菌˜生肉j添加X

活用K期待T’eC‘"ªåμa ÌªÂæ¥³ï

‘Rgf食中毒菌m制御˜行b^例ihK報告T’n#ÆŸ³ïg比較Ve抗菌μÖªÄçn狭C„meC‘57)"

m#L. monocytogenes j対VeŠŒ強C抗菌活性˜

ÌªÂæ¥³ï˜利用V^抗菌性m食品包装Ñœ

示XRgJ‹#L. monocytogenes jŠ‘汚染K問題

çÜj関X‘研究„進ƒ‹’eC‘"ÌªÂæ¥³gi‘乳製品†肉製品ihfm利用K盛™j検討T

ïn低濃度f瞬時j作用X‘„mm#多Nm場合#’ e C ‘51,52) " g N j # Pediococcus acidilactici †食品成分gm相互作用†加工工程jIP‘加熱†希P. pentosaceus m一部m株K生産X‘ÖÃœ¥³ï

釈jŠbe分解A‘Cn不活性化T’#持続性jnPA1 n#「MicroGARD³æô¶（Danisco 社）」††難KA‘"\m^ƒ#食品包装用ÑœçÜj固†「ALTA 2431 (Quest International 社）」gCb

定V^ÌªÂæ¥³ï˜食品表面j直接触’TZ#^発酵物gVe既j商品化T’eIŒ#ÆŸ³ïÌªÂæ¥³ï˜食品中j徐々j放出TZ‘方法m

A j続Ce食品保存料gVem利用拡大K期待T

利用K検討T’eC‘"Rm方法n#食品成分jŠ’‘ÌªÂæ¥³ïfA‘"欧米f多発VeC‘‘不活性化˜防M#ÌªÂæ¥³ïm食品中濃度˜

L. monocytogenes jŠ‘食中毒n#日本fn報告例

一定j保e‘gCE点f#食品wm直接的i噴霧†

Kzg™hiC„mm#今後#食品輸入m増大j伴浸漬ŠŒ„効果K持続X‘g考G‹’‘"gNj#

be#ªåμa ÌªÂæ¥³ïm活用m場K増加

冷蔵保存˜目的gV^生鮮„VNn加工m少iC食X‘Rg„考G‹’‘"

品j対X‘検討例K多N#ÆŸ³ï˜固定V^Ñœ― 17 ―

乳業

技術

çÜjŠbe½ô¶中m L. innocua m低減j成功

K#中性J‹›ç¦æ性域fn不安定fA‘"一方V^例58) †# Weissella 属細菌K生産X‘ÌªÂæ

f#洗浄剤m成分gVe不可欠i界面活性剤n#逆¥³ï˜用C^ÑœçÜjŠbe魚m切Œ身中m

j酸性域fm安定性K確保fLiC„m„多C"\

L. monocytogenes ˜nWƒgX‘食中毒菌m増殖˜

Rf我々n#活性†安定性m面jICeÆŸ³ï

抑制V^例59) KA‘"}^#ÌªÂæ¥³ï生産

A g配合可能i界面活性剤mμªæôÇï«˜行

乳酸菌˜直接ÑœçÜj¯ôÂœï«X‘例60,61)„

C#洗浄成分IŠr殺菌主剤gVe使用可能i界面報告T’eIŒ#乳酸菌jŠ‘ÌªÂæ¥³ïm持活性剤˜選定V^"洗浄成分gVe使用可能i非Ÿ

続的i供給K期待T’‘"¥ï界面活性剤}^n両性界面活性剤m一部jn#

類似m例gVe#T‹j近年fn#ÌªÂæ¥³ÆŸ³ï A gm併用jŠ‘相乗的i抗菌作用m増ï„VNnÌªÂæ¥³ï生産乳酸菌˜¦Ó·ç化

強K確認T’^"既存m殺菌成分fA‘陽Ÿ¥ï界X‘Rgf#食品中fm安定性˜向上TZ‘方法„

面活性剤gÆŸ³ï A ˜併用V^場合jn#広範

注目T’eC‘"¦Ó·ç剤jŠbe#食品成分†i抗菌μÖªÄçg高C抗菌力˜示V^"併用jŠ

加工工程jŠ‘分解†希釈˜防ORgKfL#Ìªbe«åÜ陰性菌j対Ve„十分i殺菌作用K確認Âæ¥³ïm放出速度˜一定j保b^抗菌効果m持T’^RgJ‹#手指用殺菌洗浄剤等wmÆŸ³ï

続K可能gi‘"R’}fj#牛乳†½ô¶#肉類

A m利用m可能性K示T’^65)"

jICe#×μÑš½´ç¯æïæÙ¹ôÜ†›}^#我々n牛m乳房炎j対Ve#ÆŸ³ï A

ç©ï酸¸å½ïf¦Ó·ç化T’^ÌªÂæ¥

˜利用V^予防剤IŠr治療剤m開発˜検討VeL³ï„VNnÌªÂæ¥³ï生産乳酸菌K#遊離型^"一般j#乳牛m乳房炎予防jn#搾乳前後jg比較Ve L. monocytogenes m生育˜効果的j抑制

äôÅ剤K使用T’‘K#乳房炎起因菌m残存†出V^研究例K報告T’eC‘6264) "VJV#zg

荷乳中mäôÅ剤残留K懸念T’‘"\Rf#優’™hm¦Ó·ç化研究fn#¦Ó·çK添加T’^^抗菌作用˜有X‘_PfiN#残留Ve„牛乳m

食品m官能評価n行•’eI‹Y#実用化m^ƒj

品質˜損i•Y#耐性菌„生WjNC特性˜有X‘n#¦Ó·çK食品m口当^Œ†風味j及{X影響ÆŸ³ï A j着目V^"ÆŸ³ï A †ª£ï酸i

˜調査X‘必要KA‘g考G‹’‘"h˜含有X‘乳房炎予防剤（乳頭消毒剤）n#乳房炎起因菌（Staphylococcus



非食品用途wm利用

aureus,Streptococcus

agalactiae ）j対Ve# 60 秒以内j 99.9 以上m強

先述V^ŠEj#乳酸菌K食品gm関•ŒK深C

力i殺菌効果˜示V^"同様jÆŸ³ï A †ª£

微生物fA‘Rg#発酵食品m保存性向上j寄与V

ï酸ihJ‹i‘乳房炎治療剤（乳頭注入剤）n潜eC‘RgihJ‹#ÆŸ³ï˜nWƒgV^乳酸在性乳房炎IŠr軽度m臨床型乳房炎j対VegN菌ÌªÂæ¥³ïnÌŸ¥Óæ²ÌÂœÒgVem

j優’^治療効果˜示V^66) "RmŠEj#ÆŸ

利用K進ƒ‹’eL^"一方f#\m高C安全性j³ï A m利用jŠŒ#従来m薬剤m抱G‘問題˜

加G#ÎÄm消化酵素等f容易j分解T’e環境中低減V^安全i代替品m開発K大Cj期待T’‘"

j残留ViCRgJ‹„#種々m問題˜抱G‘従来

家畜m疾病予防†成長促進˜目的gVe飼料w添

m抗菌剤m代替gVe#医薬品†消毒剤gCb^非加X‘抗菌物質jcCe„#耐性菌出現K懸念T’

食品用途wm利用„盛™j検討T’eC‘"RRf‘抗生物質j代•Œ#ÌªÂæ¥³ï}^nÌªÂn#我々mR’}fm取Œ組~˜交GiK‹#乳酸æ¥³ï生産乳酸菌m利用˜目指V^研究K進ƒ‹

菌IŠr\m類縁菌K生産X‘ÌªÂæ¥³ïm非’eC‘67,68)"養豚産業jICe#離乳初期m子豚

食品wm応用研究例˜紹介X‘"

mμÄèμ誘発性下痢n#経済的損失˜„^‹X大

一般j#ÆŸ³ï A n酸性域fn安定fA‘

Vol. 71. 2021

L i 問 題 f A ‘ " 近 年 # 豚 腸 内 細 菌 叢 中 m Lac-

― 18 ―

tobacillus gasseri I Š r Lactobacillus frumenti K 生

Íª質生合成阻害†細胞膜wm孔形成ih様々i„

産X‘環状ÌªÂæ¥³ï#§·æ³ï A K#豚m K 知 ‹ ’ e C ‘76) " Lactobacillus fermentum

腸管上皮細胞j結合X‘Rgf下痢抵抗性˜与G‘

HV6b K生産X‘ÑšôÝïÂœ³ï HV6b n#in

RgK明‹JgiŒ#§·æ³ï A IŠr\m生

vitro 試験jICe肝細胞K™†子宮頸部腺K™i

産乳酸菌K抗生物質m代替品gVem可能性˜有X

h#様々iK™細胞m›ÙÄô³μ˜誘導X‘Rg‘RgK示T’^27,69) "}^#ÆŸ³ï A ˜Òé

K報告T’^77) "}^#ÆŸ³ï A g同様m性質

Ÿåô鶏m飼料j添加X‘Rgf#腸内細菌叢組成

˜„c 1 ›ÛÊ酸置換体fA‘ÆŸ³ï Z j関V

m変化j伴be成長K促進T’^gCE研究例„報

en#世界f 6 番目j多C死因fA‘頭頚部扁平

告T’eC‘70) "水産業jICe„同様m代替利上皮K™j対Ve#in vitro IŠr in vivo m両方f

用K考G‹’#畜水産業jIP‘ÌªÂæ¥³ïI

抗腫瘍効果˜示XRgK確認T’eC‘78) "ÌªŠrÌªÂæ¥³ï生産乳酸菌K有X‘潜在的i可Âæ¥³ïmK™治療wm応用n比較的新VC分野

能性n注目j値X‘"

f A ‘ " 今 後 一 層 m in vivo 研 究 K 行 • ’ ‘ R g

乳酸菌†乳酸菌j比較的近縁i表皮常在菌jŠb

f#K™細胞j対Ve選択的毒性˜示V#Jc副作

e生産T’‘ÌªÂæ¥³ïn#皮膚疾患m予防†

用m少iC効果的i新規治療法m開発j繋K‘Rg

治療j„効果的g考G‹’‘"人m皮膚上jn様々

K期待T’‘"i常在菌K存在V#各部位m皮膚m生理機能j従b

最後j#ÆŸ³ï A ˜利用V^口腔¬›剤jce独自m細菌叢˜形成VeC‘71) "中f„#黄色

Ce#我々m開発事例˜紹介X‘"ÆŸ³ï A

ÒÅ¡球菌（ S. aureus ）n皮膚mÌæ›機能˜崩n#«åÜ陽性菌j対Ve強力i抗菌活性˜示X一Ve›ÄÐô性皮膚炎˜誘発V#›ªÉ菌

方f#«åÜ陰性菌†真菌j対Ven微弱i活性V（ Cutibacterium acnes ）n過度m増殖jŠbeÇ¨

J示TiCgCE課題˜有X‘"\Rf#様々i天

Ïm原因gi‘RgK知‹’eC‘"表皮ÒÅ¡球

然由来m植物£¨μm中J‹相性m良C成分mμª

菌n#R’‹m細菌j対Ve抗菌作用˜„cÌªÂæôÇï«˜行C#梅£¨μj相乗効果KA‘Rgæ¥³ï˜生産X‘Rgf#良好i皮膚状態m維持

˜見出V^"梅£¨μm酸味˜伴•iC濃度範囲j

j寄与VeC‘g考G‹’‘"例Go#ICe最適i配合比˜設定V#口腔用途j適V^新Staphylococcus capitis K生産X‘ÆŸ³ï類縁体f

VC天然抗菌剤「É¥ÆŸ³ï」˜開発V^"É¥

A‘ÆŸ³ï J n# S. aureus † C. acnes j対X‘

ÆŸ³ïn#«åÜ陽性m虫歯原因菌（ Streptococ-

抗菌活性K確認T’eC‘72) "}^#近年「美肌cus mutans ）_PfiN#«åÜ陰性m歯周病原因菌 ｣73) g V e 注 目 ˜ 集 ƒ e C ‘ Staphylococcus

菌（Aggregatibacter

epidermidis j関Ve„#£ÐÃçÛï†È¦³ï

phyromonas gingivalis ）j対Ve„優’^効果˜示

IVK45 #£Ðåï³ï 15X ih様々iÌªÂæ¥V^79) "}^#Ìåm花J‹抽出V^精油（éô³ï˜生産X‘RgK報告T’eC‘74) "R’‹¶油）gm相乗作用jŠŒ#近年gNj高齢者jI

m例mŠEj#主j皮膚病原菌˜標的gX‘ÌªÂ

Ce問題視T’‘口腔¦ï´¼症m原因gi‘真菌æ¥³ï†\m生産菌˜利用V^皮膚微生物叢m改（Candida albicans ）j„抗菌活性˜示X「É¥ÆŸ

善効果n#皮膚疾患m新^i予防法†治療法m確立³ïe 」m開発j成功V^80) "RmŠEj#ÆŸ

j繋K‘g考G‹’‘75)"³ï A m抗菌μÖªÄç˜«åÜ陰性菌†真菌j

actinomycetemcomitans,

Por-

近年fn#ÌªÂæ¥³ïK有X‘抗K™作用j}f拡大V^É¥ÆŸ³ïe ˜配合X‘Rgf#

関X‘研究„進ƒ‹’eIŒ#ÌªÂæ¥³ïmK

天然由来成分m~f構成T’‘口腔¬›剤「¥ôå™治療薬wm応用„期待T’eC‘"ÌªÂæ¥³

çÐôμ」˜開発V^（図 5 ）"化学合成成分˜含ïm抗K™Ý¦Ç¶ÜgVen#DNA IŠr»ï

有X‘従来m口腔¬›剤gn異iŒ#飲~込™f„― 19 ―

乳業

技術

発見T’^åªÂœ³ï Q n#ÆŸ³ï A j匹敵
X‘抗菌μÖªÄçg抗菌活性˜有X‘_Pfi
N#ÆŸ³ï A gn異i‘作用機構˜有V#広C
pH 領域f安定fA‘gCE有用性KA‘84) "}^#先述m通Œ#ÖÃœ¥³ï PA1 mŠEj特定
m菌種j対Ve強C抗菌活性˜示XÌªÂæ¥³ï
図5†#糖K付加V^£ïÂé³ï F4 930,85) mŠEj

É¥ÆŸ³ïe ˜配合V^口腔¬›製品
ÆŸ³ï A ˜利用V^天然抗菌剤É¥ÆŸ

新VC構造˜„cÌªÂæ¥³ï„見出T’eC³ïe ˜含‚口腔¬›剤「¥ôåçÐôμ（左）g「¥ôÚ¡μμÓèô¡¤¿³á」‘"RmŠEj#多様i特性˜持cÌªÂæ¥³ï
˜組~合•Ze利用X‘RgjŠbe#有用菌†無åçÐôμ 歯磨L口腔¬›´¢ç」（右）"h`‹„可食成分m~f構成T’‘^

害菌j影響˜与GYj有害菌m~˜ÐïÙŸïÄj

ƒ#飲~込™f„身体j害KiC"

抑制X‘RgK可能gi‘"標的j対X‘選択性K高}’o#特定mÌªÂæ¥³ïm過度i利用jn

身体j悪影響˜及{TiC^ƒ#幼児†高齢者#重至‹Y#耐性菌出現m可能性˜低下TZ‘RgKf

度m心身障害者m方ih#EKCK困難i場合†誤L‘g考G‹’‘"引L続L#既存mÌªÂæ¥³

飲K懸念T’‘場合f„#安心Ve使用X‘RgK

ïm生合成機構・作用機構m解明j取Œ組‚gg„

fL‘81) " 2020 年jn#É¥ÆŸ³ïe IŠr可j#分離培養法m改良†®ÊÜÚŸÇï«gCb^

食成分m~J‹成‘「ØÃœÐôμÓèÛ›ÜË

新VC手法jŠbe新奇ÌªÂæ¥³ïm探索gåïÅ¬›ªæôÜ」„開発T’^"新型¯éÆ¡ŸŸÒåæôm充実˜進ƒeCNRgf#理想的i微çμm感染拡大j従be手洗C†手指m消毒m機会

生物制御m実現K図‹’‘_“E"K増G‘中#手肌˜ŠŒ安全j清潔j保cËïÅ¬参 考 文 献›製品gVe大Li役割˜果^Xg考G‹’‘"}^# 2021 年jn#宇宙滞在中m生活m利便性向上

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Weeks

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4)m問題j注意˜払•loi‹iC"R’}fj実用

fromlacticacid

bacteria

善藤威史#澤稔彦#米山史紀#園元謙二$乳èÕçfm報告例niCK#ÆŸ³ï単独m継続的酸菌由来抗菌性ÖÓ½Å#ÆŸ³ï―\m基

使用K続N現状fn#耐性菌出現mæμª˜完全j

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