歯周病原菌における蛋白分解システムとその異常の分子レベル解析

牙周病原菌蛋白质降解系统及其异常的分子水平分析

• 批准号: 09877353
• 负责人: 山本 健二
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09877353/
• 关键词: Arg-gingipain; Lys-gingipain; システインプロテアーゼ; 歯周病原性プロテアーゼ; 蛋白分解システム; 酵素欠損変異体; Prophyromonas gingivalis; グラム陰性嫌気性細菌; Porphyromonas gingivalis

歯周病の主要な病原性細菌の一つであるPorphyromonasginglvalisには細胞結合型および細胞外分泌型のさまざまなプロテアーゼが存在しており、本菌の重要な生理機能や病原性機能を担っていると考えられている。筆者らはこれまで本菌が産生する主要なプロテアーゼとして2つのユニークなシステインプロテアーゼ(ペプチド結合の切断の特異性からアルギニン特異的システインプロテアーゼArg-gingipain(RGP)およびリジン特異的システインプロテアーゼLys-gingipain(KGP)と呼んでいる)の生化学的ならびに遺伝学解析を通じて両酵素が本菌の病原性発現に必須の因子であることを明らかにしてきた。本年度は、RGPをコードする2つの遺伝子とKGPをコードする遺伝子の両方を同時欠損させた三重変異株を作成し、野生株ならびに前年度に作成したそれぞれの酵素の単一完全欠損株のもつ様々な機能に及ぼす影響を調べた。その結果、三重欠損株では細胞内にも細胞外にもまったくRGPおよびKGPの活性は認められず、タイプIコラーゲンや免疫グロブリンなどの分解活性も検出されなかった。さらに、この変異株は牛血清アルブミンのみを含む栄養培地では生育することができなかった。これらの結果から、RGPおよびKGPは栄養源やエネルギー源として利用するアミノ酸の産土や菌体内への取込みに必須であることが明らかにされた。一方筆者らは、前縁度の研究からrgpAおよびkgp遺伝子のC末端領域とヘムアグルチニン遺伝子hagAには本菌の血球凝集素活性やヘモグロビン結合に必要な接着ドメインが存在していることを明らかにしているが、本研究ではrgpA・kgp・hagA欠損三重変異株を作成して野生株のもつ血球凝集素活性やヘモグロビン結合活性に及ぼす影響を調べた。その結果、この変異株では血球凝集素活性もヘモグロビン結合活性もなく、これらの遺伝子産物が本菌の血球凝集能やヘモグロビン結合能に大きく貢献していることが示された。

牙龈卟啉单胞菌是牙周病的主要致病菌之一，其含有多种细胞相关和细胞外分泌的蛋白酶，被认为发挥该细菌的重要生理和致病功能。作者此前已鉴定出两种独特的半胱氨酸蛋白酶作为该细菌产生的主要蛋白酶：精氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶 Arg-gingipain (RGP) 和赖氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶 Lys-gingipain（由于其通过KGP的生化和遗传分析，我们发现这两种酶都是该细菌致病性的重要因素。今年，我们创建了一个三重突变株，其中两个 RGP 编码基因和 KGP 编码基因同时被删除，我们研究了其对功能的影响。结果，在三重缺陷菌株中，在细胞内部或外部均未观察到RGP和KGP活性，并且未检测到降解I型胶原或免疫球蛋白的活性。此外，该突变株不能在仅含有牛血清白蛋白的营养培养基中生长。这些结果表明，RGP 和 KGP 对于将氨基酸（用作营养物和能源）吸收到土壤和微生物细胞中至关重要。另一方面，作者根据前沿水平的研究发现，rgpA和kgp基因以及血凝素基因hagA的C末端区域含有该细菌的血凝素活性和血红蛋白结合所必需的粘附结构域。在本研究中，我们创建了缺乏rgpA、kgp和hagA的三重突变菌株，并研究了其对野生型菌株的血凝素活性和血红蛋白结合活性的影响。结果，该突变菌株没有血凝素活性或血红蛋白结合活性，表明这些基因产物对该菌的血凝素能力和血红蛋白结合能力做出了很大贡献。

项目成果

江頭 亨 外: "老化マーカーの検索とその制御" 日本薬理学雑誌. 110. 136-138 (1997)

Toru Egashira：“寻找衰老标记及其控制”日本药理学杂志 110. 136-138 (1997)。

kunimatsu K.et al.: "Immunohistochemical study on cathepsin G and medullasin in inflamed gingival tissues from periodontal patinets" J.Periodont.Res.32. 264-270 (1997)

kunimatsu K.等人：“牙周病发炎牙龈组织中组织蛋白酶 G 和髓质素的免疫组织化学研究”J.Periodont.Res.32。

Nakayama K.et al.: "A hemoglobin receptor protein intragenetically encoded by the cysteine proteinase-encoding genes and the hemagglutinin-encoding gene of Prophyromonas gingivalis." Mol.Microbiol.27. 51-61 (1998)

Nakayama K.等人：“由牙龈原单胞菌的半胱氨酸蛋白酶编码基因和血凝素编码基因在基因内编码的血红蛋白受体蛋白。”

中西 博、山本健二: "神経脂肪およびミクログリアのプロテアーゼを介したニューロン死の制御." 日本薬理学会雑誌. 112. 77-78 (1998)

Hiroshi Nakanishi，Kenji Yamamoto：“神经脂肪和小胶质蛋白酶介导的神经元死亡的控制。”日本药理学会杂志 112. 77-78 (1998)。

Sakai H.et al.: "Proteolysis in Cell Functions" IOS Press(Hopsu-Have VK,Javinen M,Kirschke H,eds.), 576 (1997)

Sakai H.等人：“细胞功能中的蛋白水解”IOS Press（Hopsu-Have VK，Javinen M，Kirschke H，eds.），576（1997）