細菌性下痢毒素の活性構造構築過程ならびに菌体外への分泌過程の解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11670280
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: 岡本 敬の介 徳島文理大学, 薬学部, 教授 (70131183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山中 浩泰 徳島文理大学, 薬学部, 助教授 (30202386) ; 藤井 儀夫 徳島文理大学, 薬学部, 助教授 (60122587)
• Keywords: 大腸菌 / アエロモナス菌 / 毒素 / 分泌 / 膜 / 遺伝子

Research Abstract

細菌感染症による下痢は、菌から菌体外に産生されたエンテロトキシンとよばれる蛋白性の下痢毒素が腸管に作用し、その作用の結果下痢が発症することが多い。菌がエンテロトキシンを生合成しても、そのエンテロトキシンが不活性体であったり、エンテロトキシンが活性体となってもそれらが菌体外に分泌されなければ、菌は宿主に下痢を生じせしめることはできない。すなわち菌が宿主に下痢を生じせしめるためには、菌は不活性な毒素(生合成された直後の毒素は毒素としての立体構造が構築されてなく不活性体である)を活性体に変換し、しかもそれを効率よく菌体外に分泌しなければならない。
本研究では、大腸菌耐熱性エンテロトキシン(ST)およびアエロモナス菌のエンテロトキシンの活性構造構築過程とこれらエンテロトキシンの菌体外への分泌過程の解明を試みた。その結果以下のことが明らかになった。
(1)大腸菌の産生する耐熱性エンテロトキシンI(STI)はtolCとよばれる外膜タンパクが形成する小孔を介して菌体外に移行する。このときSTIのN末端およびC末端に存在する芳香族系アミノ酸がtolCとの反応に関与する。
(2)STIIもtolCが形成する小孔を介して菌体外に移行する。STIIとtolCとの反応にはSTIIの21位〜36位の領域が重要である。
(3)アエロモナスの溶血毒はエンテロトキシンの活性を有していること、このエンテロトキシンは菌体外には不活性な二量体として放出されることがわかった。この二量体の形成はプロテーアーゼに対する安定性や毒素の菌体外への分泌に重要であることが明かとなった。

Research Products

• [Publications] 岡本敬の介: "毒素原性大腸菌感染症"エマージングディジーズ(竹田美文他編・近代出版. 16-23 (1999)
• [Publications] TOMOHIKO NOMURA: "Secretion of hemolysin of Aeromonas sobria as protoxin and contribution of the propeptide region removed from the protoxin to the proteolytic stability of the toxin."Microbiol.Immunol. 43・1. 29-38 (1999)
• [Publications] YOSHIO FUJII: "Hemolysin of Aeromonas sobria stimulates production of cyclic AMP by cultuted cells."FEMS Microbiol.Lett. 176・1. 67-72 (1999)
• [Publications] Ai-ping Wang: "Identification and characterization of the Aeromonas sobria hemolysin glycoprotein receptor on Intestine 407 cells."Microb.Pathog. 27・4. 215-221 (1999)
• [Publications] TOMOHIKO NOMURA: "Carboxy terminal region of hemolysin of Aeromonas sobria triggers dimerization."Microb.Pathog.. 28・1. 25-36 (2000)