生物の新規鉄結合蛋白質Dprを介した酸素耐性機構の解明及びDprの起業化への試み

阐明生物体中新型铁结合蛋白 Dpr 介导的耐氧机制并尝试将 Dpr 商业化

基本信息

批准号：
14656030
负责人：
神尾好是
金额：
$ 2.18万
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14656030/
关键词：
乳酸菌 Dpr 酸素耐性因子鉄結合蛋白質ラジカルフェントン反応

项目摘要

今日まで、生物の酸素障害防御の立役者は、カタラーゼ[乳酸菌においては、カタラーゼの代わりに2成分性パーオキシダーゼ(AhpR)が存在する]及びスーパーオキシドディスムターゼ(SOD)とされてきたが、申請者らは、乳酸菌Streptococcus mutans及びStreptococcus thermophilusに両酵素が全く関与しない新規鉄結合蛋白質Dpr(Dps like peroxide resistance)を介した酸素耐性機構の存在を世界に先駆け発見した。そして、Dpr欠損株における酸素感受性が細胞内におけるフリーの鉄イオン存在下でフェントン反応で発生する[・OH]に起因するものである事実を世界に先駆け発見した。Dprが属するDpsファミリーの蛋白質では、DNAとの非特異的な結合が報告されており、DNAとDps蛋白の強固な結合自体がDNAを過酸化水素から保護しているとされているが、DprにはDNAとの結合能は認められなかった。SOD活性やSynechococcusのDpsAで報告されているカタラーゼ活性も認められなかったことから、Dpr分子の酸素耐性能は、鉄結合能に由来すると考えられ、案際に鉄イオンに依存したヒドロキシルラジカルの産生を効果的に抑えることができた。この結果は、一連のdpr欠損株の好気条件下での生育阻害が、ヒドロキシルラジカル由来するとした我々の前報の仮説を支持するものである。そこで、S.mutansの野性株ならびにDpr変異株における酸素非存在下と存在下での細胞内のフリーの鉄イオンの変動を検討した結果、酸素非存在下では、両者一定の鉄濃度(225〜300μM)を示した。野性株では、一時間空気にふれると細胞内のフリーの鉄イオン濃度は、22μMに激減した。ところが、変異株では、300μMのままに止まった。そして、菌の生存率が1/1000と激減した。又、変異株においてのみ、DNAの急速な分解が起きていた。これらのことから、乳酸菌における細胞内フリーの鉄イオンのDprによる濃度制御が細胞の酸素耐性を決定していることが明らかになった。

到目前为止，有机氧疾病的主要参与者已被认为是过氧化氢酶（在乳酸细菌中，有一个两种成分的过氧化物酶（AHPR）而不是过氧化氢酶）和超级氧化物歧义酶（SOD），但申请人的存在。通过新的铁结合蛋白DPR（像过氧化物的DPS）的氧气机制（像过氧化物）一样，在乳酸细菌和嗜热链球菌中没有两种酶。他还发现了一个事实，即DPR缺陷菌株中的氧敏感性发生在芬顿反应中，在细胞中存在游离铁离子中。在DPR所属的DPS家族的蛋白质中，已经报道了与DNA的非特异性键，并且DNA和DPS蛋白之间的强键可以保护DNA免受过氧化氢的影响，但尚未识别DNA。。由于未识别出Syechococcus dpsa中的SOD活性和过氧化氢酶活性，因此认为DPR分子的氧耐药性是从铁连接能力中得出的，并且依赖铁离子的羟基自由基的产生。这个结果是我们心脏的假设是，一系列DPR不足的份额下的抑制作用来自羟基自由基。因此，由于检查了氧气中不存在和氧气中的不存在和存在的细胞中游离铁离子的波动，在氧气的不存在中，两者是恒定的铁浓度（225〜。300μm ）。在野生库存中，当空气接触一小时时，细胞中的游离铁离子浓度已大大降至22μm。但是，在突变体中，它以300μm停止。细菌的存活率急剧下降至1/1000。另外，DNA的快速拆卸仅发生在突变库存中。从这些事实中，它揭示了乳酸细菌中无铁离子的DPR的浓度控制决定了细胞的氧耐受性。