細菌胞子における発芽の分子論的解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10660081
• Research Institution: NAGOYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 牧野 志雄 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (80000842)
• Keywords: 細菌胞子 / 発芽 / コルテックス分解酵素 / 活性化機構 / 局在部位 / 発芽装置構築

Research Abstract

細菌胞子発芽機構の解明に向けて、発芽の主要な生化学的事象である細菌胞子ペプチドグリカン(胞子コルテックス)分解をつかさどるB.cereus胞子の新規コルテックス分解酵素SleLの同定とその酵素化学的性質の解明、ならびにC.perfringens胞子コルテックス分解酵素SleCの活性化機構を明らかにした。SleLはコルテックスのグリカン鎖を切断する新規のN-アセチルグルコサミニダーゼであったが、インタクトの胞子形態を持つコルテックスには作用せず、架橋部位が切断されたコルテックスにのみ作用するというコルテックス高次構造認識も併せ持っていた。未知機能遺伝子B.subtilis yaaHはSleLをコードする遺伝子sleLと高いホモロジーを有していた。それ故、B.subtilis胞子においてもB.cereus胞子と類似の蛋白質の関わる発芽機構の存在が示唆された。しかしながらC.perfringensのコルテックスグリカン鎖切断酵素SleMとの相同性は認められなかった。C.perfringens SleCの発芽時における活性化はサチライシン様プロテアーゼCspによるプロセシングによることを明らかにした。SleCは不活性型前駆体として成熟胞子内のコルテックス外縁部に存在し、その熱抵抗性はSleCの114残基からなるN-末端プレ領域の機能によることが判明した。N-末端プレ領域は分子内シャペロンとして機能し、SleC不活性前駆体の高次構造を正しいフォールディングに導くことを明らかにした。CspはSleCの特異的ペプチド結合のみを基質とする発芽特異的プロテアーゼであることも明らかにし、細菌胞子発芽のカスケード反応の全体像が判明しつつある。

Research Products

• [Publications] Yinghua Chen: "A novel spore peptidoglycan hydrolase of Bacillus cereus : biochemical characterization and nucleotide sequence of the corresponding gene, sleL"Journal of Bacteriology. 182・6. 1499-1506 (2000)
• [Publications] Sachiko Okamura: "The N-terminal prepeptide is required for the production of spore cortex-lytic enzyme from its inactive precursor during germination of Clostridium perfringens S40 spores"Molecular Microbiology. 37・4. 821-827 (2000)
• [Publications] 牧野志雄: "細菌胞子の発芽-その生化学的解析を中心として-"防菌防黴. 28・4. 247-258 (2000)