生物の酸素耐性遺伝子dprの制御による生体酸化機構の解明とDprの起業化の試み

通过控制生物体内的耐氧基因dpr阐明生物氧化机制并尝试将Dpr商业化

基本信息

批准号：
16658032
负责人：
神尾好是
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究代表者は、口腔内連鎖球菌Streptococus mutansの酸素耐性が新規過酸化物耐性因子dpr(dps like peroxideresistance gene)遺伝子に依存する事を見出した。さらに本研究者はDpr分子は新規鉄結合蛋白質であり、生体内の遊離の鉄イオンを結合してフェントン反応を介した・OHの生成を妨げることでS. mutansに酸素耐性を付与していることをあきらかにした。このようにS. mutansにおいては種々の酸化ストレス耐性因子が見出され、その生理的役割についての研究が進んできたが、その酸化ストレス応答の発現制御についてはほとんど明らかにされていない。最初に本研究者は、Dprの誘導がPerRによって抑制され、その抑制がH_2O_2によって解除されることを明らかにした。さらに本研究者は好気条件下でコロニーを形成できないdpr欠損株を好気条件下でプレートに播くと、約1万分の1の頻度でコロニーの形成能を復帰した耐性復帰株(dad : Suppressors for defect of aerobic colony formation of dpr mutant)が得られることを見出した。dadは何らかの2次的な遺伝子変異により酸素耐性が復帰したものと考えられ、その酸素耐性復帰機構を解明することは、活性酸素の毒性と生物の酸素耐性機構を理解する上で興味深い結果をもたらすことが期待された。分離された酸素耐性復帰株はH_2O_2耐性の強い群と弱い群に少なくとも分けられた。本研究者はそれぞれの群から一株ずつ取り出し、dad1、dad5と命名し、その耐性復帰機構の解明を試みた。その結果、両耐性復帰株はともに、その細胞内遊離鉄濃度が親株であるdpr欠損株に比べて低く、野生株と同程度であることを明らかにした。また、dad1がferrichromeトランスポーターのpermeaseをコードする遺伝子fhuGにフレームシフト変異を、dad5はRNA polymeraseのβサブユニットをコードする遺伝子rpoBに点変異を有していることを明らかにした。

主要研究者发现口腔变形链球菌的耐氧性取决于新型过氧化物抗性因子dpr（dps样过氧化物抗性基因）基因。此外，研究人员发现 Dpr 分子是一种新型铁结合蛋白，它通过结合体内的游离铁离子并通过芬顿反应阻止 OH 的产生，从而赋予变形链球菌以氧耐受性。如上所述，在变形链球菌中发现了多种氧化应激抗性因子，并且对其生理作用的研究也取得了进展，但关于氧化应激反应的表达调节的阐明还很少。首先，研究人员发现PerR抑制Dpr诱导，而H_2O_2释放这种抑制。此外，当这些研究人员将在有氧条件下无法形成菌落的dpr缺陷菌株进行平板接种时，他们发现可以获得抗性回复突变体（爸爸：Suppressors，发现了dpr突变体的有氧菌落形成缺陷）。爸爸被认为是由于某种二次基因突变而恢复了耐氧性，阐明耐氧性恢复的机制将为理解活性氧的毒性和生物体的耐氧机制产生有趣的结果。分离出的耐氧回复体至少分为强H_2O_2耐受组和弱H_2O_2耐受组。研究人员从每组中提取了一种菌株，将其命名为dad1和dad5，并试图阐明耐药性逆转的机制。结果表明，两种抗性回复株的细胞内游离铁浓度均低于作为亲本菌株的dpr缺陷株的细胞内游离铁浓度，并且与野生型菌株的细胞内游离铁浓度相当。我们还发现，dad1 在编码铁红转运蛋白通透酶的基因 fhuG 中存在移码突变，而 bad5 在编码 RNA 聚合酶 β 亚基的基因 rpoB 中存在点突变。