歯周病原性細菌によるアルギニン代謝とその病原性に対する役割

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470461
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 中村 亮 徳島大学, 歯学部, 教授 (30034169)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田部 慎一 徳島大学, 歯学部, 助手 (40284301) ; 増田 かなめ 徳島大学, 歯学部, 助手 (30243710) ; 日野出 大輔 徳島大学, 歯学部, 助教授 (70189801) ; 玉谷 香奈子 徳島大学, 歯学部, 助手 (40243711) ; 赤木 毅 徳島大学, 歯学部, 助手 (50314878)
• Keywords: Porphyromonas gingivalis / 歯周病原性細菌 / アルギニン代謝 / アルギニンデイミナーゼ経路 / アルギニンカルボキシペプチダーゼ / ATP産生 / トリプシン様酵素 / アルギニンデイミナーゼ

Research Abstract

歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalisは、糖分解能をもたないことから、生育に必要なエネルギーの獲得をアミノ酸の形で獲得していると考えられている。本菌は、アルギニンの切断に関連したトリプシン様酵素など多くのプロテアーゼが報告されている。我々は、本菌の増殖後の培養上清中のアミノ酸濃度を調べたところ、アルギニンが顕著に減少し、一方シトルリンおよびオルニチンが培養時間の経過に伴って、検出され増加することを認めた。他の細菌でアルギニンが分解される際に、ATPを産生する経路(アルギニンデイミナーゼ経路)が報告されており、その中間体としてシトルリンおよびオルニチンを生じることが明らかにされている。そこで、本菌でも本経路が働いている可能性が示唆されたので、関連する3つの酵素、アルギニンデイミナーゼ、オルニチンカルバモイルトランスフェラーゼ、カルバメートキナーゼの存在を検索し、本経路の存在を確認した。P.gingivalisの菌体抽出液を用いて、それぞれの酵素活性を測定し、3つの酵素の存在を明らかにした。また直接アルギニン代謝によるATP産生を測定するため、アルギニンおよびbenzoyl-glycyl-L-arginineを基質としてresting cellを用いてATP産生を測定した。その結果、2つの基質からATPの産生が認められた。ATP産生量はアルギニンを基質にした場合に比べて、ペプチディールアルギニンを基質とすると半分であった。このことより、アルギニンはすぐに利用されるが、ペプチディールアルギニンは、一端ペプチダーゼによって切断され、アルギニンとなってから利用されたと考えられる。このことから本菌がペプチドのC-末端のアルギニンを切断する酵素(アルギニンカルボキシペプチダーゼ)を産生することが考えられ、今後、歯周病原性細菌において本酵素活性について、検索を行っていく予定である。

Research Products

• [Publications] K.Masuda,and 6 others: "Subcellular Localization of Arginine Carboxypeptidase in Porphyromonas gingivalis"J.Dent.Res.. 80(in press). (2001)
• [Publications] 横山正明 他6名: "Campylobacter rectus表層抗原物質の性状"口腔衛生学会雑誌. 50. 594-595 (2000)
• [Publications] 中村亮 他1名(分担執筆): "歯周病-新しい治療を求めて-、歯周病原細菌の熱ショック蛋白質"医療先端技術研究所. 536 (2000)
• [Publications] 中村亮 他4名(分担執筆): "歯科医学と健康の創造(歯界展望/増刊号)、歯周病原細菌由来熱ショックタンパク質の病原性"医歯薬出版. 384 (2000)