歯周病関連菌ポルフィロモナスとプレボテラのペプチド・アミノ酸代謝システムの解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11470386
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 高橋 信博 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (60183852)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩見 憙道 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (60005030)
• Keywords: Porphyromonas gingivalis / アスパラギン酸 / グルタミン酸 / ジペプチド / Dipeptidyl peptidase / Dipeptidase / アミノ酸代謝

Research Abstract

前年度の研究から、歯周病関連菌であるPorphyromonas gingivalis(Pg)とPrevotella intermedia(Pi)は、代謝基質としてアミノ酸よりもペプチドを好むこと、とりわけペプチドに含まれるアスパラギン酸とグルタミン酸を積極的に代謝利用することが明らかになった。そこで本年度は、Pgがどのくらいのサイズのペプチドを代謝利用するのかを検討し、以下の結果を得た。代謝基質ペプチドとして、アスパラギン酸のモノマーペプチドとグルタミン酸のモノマーペプチドを用いた。
1.Pgは、アスパラギン酸は殆ど利用せず、アスパラギルアスパラギン酸(Asp2)を効率良く利用した。しかし、Asp2よりも長いペプチド(Asp3、Asp4、Asp6、Asp100)は殆ど利用しなかった。Asp2からの代謝産物は酢酸、ブチル酸、プロピオン酸、コハク酸、アンモニアであった。
2.Pgは、グルタミン酸は殆ど利用せず、グルタミルグルタミン酸(Glu2)を効率良く利用した。しかし、Glu2よりも長いペプチド(Glu5-10、Glu10-20)を殆ど利用しなかった。Glu2からの代謝産物はブチル酸、プロピオン酸、アンモニアであった。
3.Pgは、タンパク質ペプチドからジペプチドを切り出すDipeptidyl peptidase活性を持つが、ジペプチドをアミノ酸に水解するDipeptidase活性を持っていなかった。
以上のことから、Pgは、タンパク質ペプチドからジペプチドを切り出し、ジペプチドを代謝基質として効率的に利用していると考えられた。次年度では、Pgに加えてPi、及びもう一つの歯周病関連菌でペプチドを代謝基質として利用するFusobacteriu nucleatum(Fn)のジペプチド利用能について検討し、更にPgのジペプチド取り込み機構を生化学・分子生物学的手法を用いて検討する予定である。

Research Products

• [Publications] N Takahashi: "Glucose metabolism by Prevotella intermedia and Prevotella nigrescens"Oral Microbiology and Immunology. 15(3). 188-195 (2000)
• [Publications] N Takahashi: "Pathways for amino acid metabolism by Prevotella intermedia and Prevotella nigrescens"Oral Microbiology and Immunology. 15(2). 96-102 (2000)
• [Publications] N Takahashi: "Metabolic pathways for cytotoxic end-product formation from glutamate- and aspartate-containing peptides by Porphyromonas gingivalis"Journal of Bacteriology. 182(17). 4704-4710 (2000)
• [Publications] Y Yamamoto: "Characterization of the Streptococcus mutans pyruvate formate-lyase (PFL)-activating enzyme gene by complementary reconstitution of the in vitro PFL-reactivating system."Infection and Immunity. 68(8). 4773-4777 (2000)
• [Publications] Y Iwami: "Rate-limiting steps of glucose and sorbitol metabolism in Streptococcus mutans cells exposed to air."Oral Microbiology and Immunology. 15(5). 325-328 (2000)
• [Publications] JP Hu: "Copidis Rhizoma inhibits growth and proteolytic activity of oral bacteria"Oral Diseases. 6. 297-302 (2000)
• [Publications] 高橋信博: "歯肉縁下プラークという生態系.先端医療シリーズ・歯科医学2 歯周病"岡田宏,石川烈,村山洋二(監修).先端医療技術研究所. 9 (2000)