2001 Fiscal Year Annual Research Report
代用糖によるプラーク細菌の齲蝕誘発能のコントロールに関する基礎的研究―齲蝕予防戦略としての代用糖の臨床応用をめざして―
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13470446
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
真柳 秀昭 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (60005098)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畑 眞二 東北大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (20208507)
岩見 憙道 東北大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (60005030)
高橋 信博 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (60183852)
佐藤 拓一 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (10303132)
松山 順子 新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30293236)
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| Keywords | ミュータンスレンサ球菌 / 糖アルコール / キシリトール / 酸産生阻害 / キシリトール5リン酸 / PEP-PTS(PEP依存性糖リン酸化酵素系) / 乳酸脱水素酵素 / ピルビン酸ギ酸リアーゼ |
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| Research Abstract |
本年度は、糖アルコールの中からキシリトールを選ぴ、キシリトールのミュータンスレンサ球菌に対する酸産生阻害効果とこれら阻害効果の生化学的メカニズムを高度嫌気条件下で詳細に検討した。供試菌としてstreptococcus mutans NCTC10449(Sm)を用い、以下の結果を得た。
1.30mMキシリトールは、SmのpH7.0での10mMグルコースからの酸産生速度を約30%低下させた。
2.Smはグルコースから最終代謝産物として主に乳酸を産生したのに対し、キシリトールが存在するとトータル酸産生量が減少するだけではなく乳酸の産生割合が減少し、ギ酸と酢酸の割合が増加していた。
3.この時のSm菌体内の代謝中間体を定量したところ、グルコースのみを代謝しているときにはフルクトース6リン酸(FBP)をはじめ解糖系上流の代謝中間体が十分存在していたが、キシリトールが存在するとこれら解糖系上流の代謝中間体は減少し、とくにFBPは1/5程度に激減していた。また、キシリトール存在下では、グルゴースのみの場合には見られなかったキシリトール5リン酸(X5P)が菌体内に蓄積していた。
4.Smのトルエン処理菌はキシリトールをPEP-PTS(PEP依存性糖リン酸化酵素系)で取り込み、X5Pにリン酸化することが分かった。
以上のことから、ミュータンスレンサ球菌はキシリトールをX5Pとしての菌体内に取り込み、菌体内に蓄積したX5Pが解糖系上流の代謝反応を触媒する酵素を阻害することが示唆された。この解糖系上流の阻害によって菌体内FBPレベルは低下し、その結果、ピルビン酸から乳酸への代謝変換を担うFBP依存性乳酸脱水素酵素の活性は低下し、滞ったピルビン酸はピルビン酸を基質とするもう一つの酵素ピルビン酸ギ酸リアーゼ(PFL)によって、ギ酸・酢酸にかえられるものと考えられた。
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[Publications] Yoshimichi Iwami: "The time-course of acid excretion, levels of fluorescence dependent on cellular NADH and glycolytic intermediates of Streptococus mutans cells exposed and not exprosed to air at the coexistence of glucose and sorbitol"Oral Microbiol Immunol. 16(1). 34-39 (2001)
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[Publications] Nobuhiro Takahashi: "Dipeptide utilization by periodontal pathogens, Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Prevotella nigrescens and Fusobacterium nucelatum"Oral Microbiol Immunol. 17(1). 50-54 (2002)
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[Publications] Nobuhiro Takahashi: "Preferential utilization of dipeptides by Porphyromonas gingivalis"J Dent Res. 80(5). 1425-1429 (2001)
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[Publications] Shoko Takahashi-Abbe: "Inhibitory effect of sorbitol on sugar metabolism of Streptococcus mutans in vitro and on acid production in dental plaque in vivo"Oral Microbiol Immunol. 16(2). 94-99 (2001)
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[Publications] Harumi Miyasawa: "pH-dependent xylitol-uptake and subsequent glycolysis-inhibition in Streptococcus mutans"J Dent Res. 80. 722 (2001)
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[Publications] Takuichi Sato: "Rapid identification of cariogenic bacteria by 16S rRNA genes PCR-RFLP analysis"Cariology Today. 2(1). 8-13 (2001)
