マラリア媒介蚊の非感受精機構に係わる生体防御因子の分子生物学的解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08281101
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 芦田 正明 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50012422)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 睦生 国立予防衛生研究所, 昆虫医科科学部, 室長 (00118473) ; 落合 雅則 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (10241382)
• Keywords: マラリア / 蚊 / オオシスト / メラニン / フェノールオキシターゼ / プロテアーゼ / 昆虫 / 血液

Research Abstract

マラリア病原虫は媒介蚊の中腸上皮細胞の体液側でオオシストを形成する。1996年にアメリカ国立予防衛星研究所のL. Miller教授らのグループがマラリア病原中の非媒介蚊の系統の一つでオオシストがメラニンで覆われているのを発見した。媒介蚊が非媒介蚊になる原因の一つは非媒蚊の血体膣内でオオシストの周囲がメラニンに覆われることであることを示した最初の例である。昆虫血液内でのメラニン合成はフェノール酸化酵素前駆体カスケード(proPOカスケード)が活性化された結果であるから、非媒介蚊の系統の血体膣ではオオシストが何らかの理由によりproPOカスケードを活性化していると考えられる。我々は非媒介蚊のproPOカスケード構成要素であるセリンポロテアーゼの前駆体のあるものに変異が生じ、その結果オオシスト表面に存在すると過程したプロテアーゼにより前駆体が活性化されるという作業仮説をたてた。この仮説を証明するには、媒介蚊と非媒介蚊それぞれのproPOカスケードを構成するセリンポロテアーゼ前駆体の一次構造を決定し、比較しなければならない。そのうえで、オオシスト表面上に仮定したプロテアーゼが実際に存在し、しかも、そのプロテアーゼが媒介蚊の前駆体を活性化することがなく、非媒介蚊の前駆体を活性することを証明しなくてはならない。proPOカスケードを構成するセリンプロテアーゼの一次構造についてはどの昆虫のものについても何も知られていないので、まず、カイコのフェノール酸化酵素前駆体活性化酵素(proPPAE)の一次構造を調べ、その情報をもとに蚊のproPPAEの一次構造を調べることを計画した。本年度はカイコのproPPAEを精製し、その部分一次構成に関する情報をもとにcDNAを得、全く一次構造を明らかにした。

Research Products

• [Publications] Yoshida, H: "Purification of a peptidoglycan recognition protein from hemolymph of the silkworm, Bombyx mori" J. Biol. Chem. 271. 13854-13860 (1996)
• [Publications] Tsuchiya, M.: "Detection of peptidoglycan and beta-glucan with silkworm larvae plasma test" FEMS Immunol. Med. Microbiol. 15. 129-134 (1996)
• [Publications] Ashida, M.: "Studies on the phenol oxidase system of insect" Zool. Sci.13. 3-4 (1996)
• [Publications] Ashida, M.: "Recent advances on the research of the insect prophenoloxidase cascade" Molecular mechanisms of immune responses insects. (印刷中). (1997)
• [Publications] Chen, C. C.: "Effects of inhibitors of serine protease, phenoloxidase and dopadecarboxylase on the melanization of Dirofilaria immitis microfilariae with Armigeres subalbatus hemolymph in vitro" Parasitology. (印刷中). (1997)