ボツリヌスprogenitor toxinの分子構造と赤血球結合性につて

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10770118
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 井上 薫 岡山大学, 医学部, 助手 (40260103)
• Keywords: ボツリヌス菌 / neurotoxin / progenitor toxin / 赤血球凝集素

Research Abstract

ボツリヌス(A,B,C,D)型菌をそれぞれ大量培養し、得られた培養上清を硫酸アンモニウムで分画し、沈殿を得た。その後種々の緩衝液(型により異なる)に硫安沈殿を透析し、イオン交換、ゲル濾過、ハイドロキシアパタイトによるクロマトグラフィーを順次行い毒素を精製した。SDS-PAGE、各コンポーネントのN末端アミノ酸配列の解析の結果、以下の事が明らかになった。
1) A,B,C,D型菌の16S毒素およびA型菌の19S毒素は神経毒素(分子量〜150k)、non-toxic non-HA(分子量〜140k)、HAより構成されていた。
2) HAは型により多少分子量の違いはあるが、どの型においても4つのサブコンポーネント|HA1(分子量〜33k),HA2(分子量〜17k),HA3a(分子量〜23k),HA3b(分子量〜53k)|から構成されていた。
A,C,D型菌の16S毒素および19S毒素はヒト赤血球に対して凝集活性(HA活性)を示したが、B型菌の16S毒素は赤血球を凝集させるのに、A型の16S毒素の約100倍量の蛋白濃度を必要とした。赤血球を酵素処理した後、活性の変化を観察した結果、以下の事が明らかになった。
1) 赤血球をプロテアーゼ(トリプシン、パパインなど)処理することによって、C,D型菌の16S毒素のHA活性は減少したが、A型菌のHA活性は変化を示さなかった。
2) ノイラミニダーゼ処理した赤血球を用いた場合、C,D型菌の16S毒素のHA活性はほぼ、消失したが、A型菌の16S毒素および19S毒素のHA活性は変化を受けず、B型菌の16S毒素のHA活性は約10倍上昇した。
これらの結果から、A,B,C,D型菌のprogenitor toxinは構成されているサブコンポーネントは類似しているが、赤血球に対する結合の性質はA型、B型、C,D型で異なっていることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Nakajima,H., et al.: "Molecular composition of the 16S toxin produced by a Clostridium botulinum type D strain, 1873." Microbiol.Immunol.42. 599-605 (1998)
• [Publications] J.C.Marvaud., et al.: "botR/A is a positive regulator of botulinum neurotoxin and associated non-toxin protein genes in Clostridium botulinum A." Mol.Microbiol.29. 1009-1018 (1998)
• [Publications] Yokota,K., et al.: "Classification of Clostridium butyricum based on sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis and pulsed-field gel electrophoresis." Anaerobe.4. 177-181 (1998)
• [Publications] 小熊恵二 他: "ボツリヌス毒素" モダンメディア. 44・7. 213-222 (1998)
• [Publications] 小熊恵二 他: "ボツリヌス症" 最新医学. 54・3増刊号(in press.). (1998)
• [Publications] 小熊恵二 他: "毒素産生菌とその感染症." 竹田美文,本田武司, 255 (1998)