リピドAのアンタゴニスト構造を決定する構造因子の証明と、その抑制機構の解明

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08670329
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: 国立衛生試験所
• Principal Investigator: 棚元 憲一 国立衛生試験所, 衛生微生物部, 室長 (60107430)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 配島 由二 国立衛生試験所, 衛生微生物部, 主任研究員 (80228379)
• Keywords: エンドトキシン / リピドA / アンタゴニスト / 化学合成リピドA / サクシニル化

Research Abstract

申請者はE.coliやSalmonella等の完全構造リピドAの活性はサクシニル化よって影響を受けず、前駆体構造は同修飾により完全に活性がなくなりアンタゴニストに変換することを見い出し、リピドAの非還元末端側の脂肪酸の遊離水酸基の置換基の修飾がこの変換を支配していると考え、このことを直接証明すると共に、この前駆体構造の遊離水酸基のうち、どれが活性構造、アンタゴニスト構造を決定しているのかを確定するために、それぞれの水酸基にサクシニル基を導入した化合物群の合成を行った。その結果、3'位の3ヒドロキシ脂肪酸の水酸基をサクシニル基で修飾するだけで前駆体がすべてのエンドトキシン活性を完全に喪失していること、さらには強力なアンタゴニスト作用を示すことが明らかとなり、この部位の水酸基の置換が活性発現、アンタゴニスト構造誘導に重要な働きをしていることが証明された。さらに、それ以外の遊離水酸基にそれぞれ一個のサクシニル基を導入した3種の化合物群についても同様の検討を加えたが、リムルス活性ではサクシニル基の導入部位によって、もとの前駆体よりも活性上昇が見られるなど、置換部位が活性に大きく作用することがわかった。現在は導入部位のみならず、置換基そのものが活性にどう影響するのかを調べるためにサクシニル基以外の置換基導入を行ってその作用を調べている。一方、アンタゴニスト活性を有する最小構造体を明らかにする目的で、構成脂肪酸の異なる数種の完全構造リピドAの脱Oアシル化した後にCPC(Centrifugal Partition Chromatography)で単一な化合物に精製してその内毒素活性とアンタゴニスト活性を調べた。その結果、脂肪酸の長さに関係なく脱Oアシル化によって内毒素活性は完全になくなったが、アンタゴニスト活性は、残存する脂肪酸の長さに依存して、通常の炭素数14では強力なアンタゴニスト活性を示すが、10以下ではまったく活性を示さないことが明らかになった。現在さらに化学分解もしくは化学合成によって系統的にリピドAの部分構造を作成し、より小分子のアンタゴニスト構造について検討している。

Research Products

• [Publications] K.Tanamoto: "Chemically detoxified lipid A precursor derivatives antagonize the TNF inducing action of LPS in both murine macrophages and a human macrophage cell line" Journal of Immunology. 155. 5391-5396 (1995)
• [Publications] T.Iida: "Chemical structure of lipid A isolated from Commamonas testosteroni lipopolysaccharide" European Journal of Biochemistry. 351. 468-475 (1996)
• [Publications] K.Tanamoto: "Endotoxic properties of free lipid A from Porphyromonas gingivalis" Microbiology. 143. 63-71 (1997)
• [Publications] K.Tanamoto: "The lipid A moiety of Porphyromonas gingivalis LPS specifically mediates the activation of CH3/HeJ mice" Journal of Immunology. (in press). (1997)
• [Publications] K.Tanamoto: "Production of nontoxic lipid A by chemical modification and its antagonistic effect on LPS activity" Journal of Endotoxin Research. (in press). (1997)
• [Publications] K.Tanamoto: "Novel strategies to attenuate the effect of LPS on the immune response" Current Opinion in Infectious Diseases. (in press). (1997)
• [Publications] 棚元憲一: "日本薬局方に準拠した滅菌法及び微生物殺滅法(印刷中)" 日本規格協会, (1997)