発電機能を持つ歯周病細菌におけると鉄イオン排出機構に関する研究

具有发电功能的牙周病菌铁离子排泄机制研究

基本信息

  • 批准号:
    21F21412
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-11-18 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Porphyromonas gingivalis (PG) is a typical member of the dental plaque biofilm found on the tooth surface. PG is a keystone pathogen associated with chronic oral diseases and systemic inflammatory disorders such as cardiovascular, arthritic, and neurodegenerative diseases. This research aims to identify the critical mechanisms of EET coupled iron export in PG leading to inflammation and corrosion. PG can take up soluble Fe2+ and store it in oxidized Fe3+ form intracellularly to utilize in times of iron limitation. However, whilst essential to avoid toxicity due to excess iron, PG iron homeostasis and the export mechanism is not well understood. This study investigated and compared the extracellular elecctron transport (EET) capabilities of PG using various amino substrates. With a coulombic efficiency (CE) of 2.8%, P. gingivalis considerably increased current with histidine metabolism compared to other substrates, which is around 1000 times higher than the CE that P. gingivalis was previously reported to have for glucose oxidation (0.003%). During this research, important identification of Iron reduction by P. gingivalis was tested and identified the same, indicating the possible mechanism of EET coupled with Iron reduction by P. gingivalis. And iron has showed the impact on the growth of pathogen reflected in the electron transfer capability as well. Our findings demonstrate that amino acids, particularly histidine, which has an eight times greater current production rate than glucose, can serve as carbon sources for the asaccharolytic pathogen P. gingivalis.
牙龈卟啉单胞菌(PG)是牙齿表面牙菌斑生物膜的典型成员。 PG 是与慢性口腔疾病和心血管、关节炎和神经退行性疾病等全身炎症性疾病相关的关键病原体。本研究旨在确定 EET 耦合 PG 中铁输出导致炎症和腐蚀的关键机制。 PG 可以吸收可溶性 Fe2+ 并将其以氧化 Fe3+ 形式储存在细胞内,以便在铁限制时利用。然而,虽然对于避免过量铁引起的毒性至关重要,但 PG 铁稳态和输出机制尚不清楚。本研究研究并比较了使用各种氨基底物的 PG 的细胞外电子传输 (EET) 能力。与其他底物相比,牙龈卟啉单胞菌的库仑效率 (CE) 为 2.8%,组氨酸代谢电流显着增加,比之前报道的牙龈卟啉单胞菌葡萄糖氧化的库仑效率 (0.003%) 高出约 1000 倍。在这项研究中,对牙龈卟啉单胞菌铁还原的重要鉴定进行了测试和鉴定,表明了EET与牙龈卟啉单胞菌铁还原作用耦合的可能机制。铁对病原体生长的影响也体现在电子传递能力上。我们的研究结果表明,氨基酸,特别是组氨酸,其目前的生产率是葡萄糖的八倍,可以作为解糖病原体牙龈卟啉单胞菌的碳源。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Biogenesis of Outer Membrane Vesicles Concentrates the Unsaturated Fatty Acid of Phosphatidylinositol in Capnocytophaga ochracea
赭二氧化碳噬菌体外膜囊泡的生物合成浓缩了磷脂酰肌醇的不饱和脂肪酸
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2021.682685
  • 发表时间:
    2021-05-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Divya Naradasu;W. Miran;Shruti Sharma;Satoshi Takenawa;Takamitsu Soma;N. Nomura;M. Toyofuku;A. Okamoto
  • 通讯作者:
    A. Okamoto
Pathogens electrogenicity as a tool for in-situ metabolic activity monitoring and drug assessment in biofilms
病原体电原性作为生物膜中原位代谢活动监测和药物评估的工具
  • DOI:
    10.1016/j.isci.2021.102068
  • 发表时间:
    2021-02-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Miran W;Naradasu D;Okamoto A
  • 通讯作者:
    Okamoto A
インプラント周囲炎治療装置、及び、バイオフィルムの活性調整方法
种植体周围炎治疗装置及生物膜活性调节方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Pathogens electrogenicity as a tool for in-situ metabolic activity monitoring and drug assessment in biofilms
病原体电原性作为生物膜中原位代谢活动监测和药物评估的工具
  • DOI:
    10.1016/j.isci.2021.102068
  • 发表时间:
    2021-01-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    W. Miran;Divya Naradasu;A. Okamoto
  • 通讯作者:
    A. Okamoto
Biogenesis of Outer Membrane Vesicles Concentrates the Unsaturated Fatty Acid of Phosphatidylinositol in Capnocytophaga ochracea
赭二氧化碳噬菌体外膜囊泡的生物合成浓缩了磷脂酰肌醇的不饱和脂肪酸
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2021.682685
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Naradasu D;Miran W;Sharma S;Takenawa S;Soma T;Nomura N;Toyofuku M;Okamoto A
  • 通讯作者:
    Okamoto A
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  • 作者:
    岡本 章玄;齋藤 淳貴
  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡本 章玄
  • 通讯作者:
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  • 作者:
    岡本 章玄
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  • DOI:
    10.2142/biophys.55.098
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    岡本 章玄
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  • 作者:
    岡本 章玄; 徳納 吉秀; 齋藤 淳貴
  • 通讯作者:
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