昆虫のフェノール酸化酵素カスケード活性化の分子機構と生体防御における役割

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09304075
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 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): 落合 正則 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (10241382)
• Keywords: フェノール酸化酵素 / セリンプロテアーゼ / 昆虫 / ペプチドグリカン / β-1、3-グルカン / 生体防御

Research Abstract

昆虫のフェノール酸化酵素カスケードはごく微量のペプチドグリカン(PG)あるいはβ-1、3-グルカン(βG)によって引き金がひかれる。現在までにこのカスケードの構成要素としてβ-1、3-グルカン認識タンパク(βGRP)、ペプチドグリカン認識タンパク(PGRP)、我々が仮にproBAEEaseと命名したセリンプロテアーゼ前駆体、フェノール酸化酵素前駆体(proPO)、proPO活性化酵素前駆体(セリンプロテアーゼの一種)が精製されている。しかし、これらの構成要素だけではカスケードを試験管ないで再構成することはできない。また、βGRPやPGRPがそれぞれβGあるいはPGRPと結合したときにいかなる活性を持つのかも明らかなっていない。我々はこれらのことを明らかにするために家蚕幼虫血液のフェノール酸化酵素カスケードを分画し再構成することを試みた。その結果proBAEEaseの活性化にはβGRPとβGあるいはPGRPとPGの複合体以外に我々がファクターH、ファクターSと呼んでいる2つの構成要素が必要であることが明らかになった。ファクターHとファクターSのどちらがβGRPとβGあるいはPGRPとPGの複合体に結合するのかは現在のところ明らかでないが、本年度はまずファクターSを精製することを試みた。カラムクロマトグラフィを7回行い、約1リッターのCS-プラズマから20マイクログラム程の高度に精製されたファクターSを得ることができた。現在、精製産物の部分アミノ酸配列を決定し、それを基にファクターSのcDNAを得る準備を進めている。proBAEEaseはペプチド結合の限定加水分解を受けて活性化されることを我々は明らかにしているが、このセリンプロテアーゼ前駆体の生理機能は特定されていない、proBAEEaseの機能を理解するためにこの前駆体のcDNAをつかまえてアミノ酸配列を決定することを試みている。proBAEEaseの9割ほどのアミノ酸配列を明らかにすることができた。

Research Products

• [Publications] W.-J.Lee: "Molecular cloning and chromosomal localization of a prophenoloxidase cDNA from the malaria vector Anopheles gambiae." Insect Molec.Biol.7. 41-50 (1998)
• [Publications] Liu.C.T.: "Effects of Inhibitors of serine protease phenoloxidase and dopa decarboxylase on the melanization of Dirofilaria immitis microfilariae with Armigeres subalbatus haemolymph in vitro." Parasitology. 115. 57-68 (1997)
• [Publications] Brey,P.T.: "Molecular Mechanisms of Immune Responses in Insects" Chapman & Hall,London, 325 (1998)