歯周病原細菌における酸化ストレス防御因子の機能およびその制御機構に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14771006
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 庄子 幹郎 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (10336175)
• Keywords: 歯周病原細菌 / 酸化ストレス防御機構

Research Abstract

歯周病原細菌として知られるPorphyromonas gingivalisは偏性嫌気性であるが、空気に暴露された後も増殖はしないものの一定時間、生菌数の減少がおこらない。これにはSOD蛋白の機能が重要であることを既に報告している。現在、P. gingivalisの全ゲノム配列に対するホモロジー解析がインターネット上で可能であり、sod遺伝子以外に本菌の抗酸化ストレス機構に関与していると思われる遺伝子、ahpC, tpx, prxQ (bcp), dps, oxyRなどの存在が確認できる。今回、本菌のDNAライブラリーを作製後、大腸菌の酸化ストレス高感受性株に遺伝子導入し、ストレス感受性をレスキューするクローンとしてdpsを含むものを見い出した。次にその遺伝子内部に薬剤カセットが挿入された遺伝子変異株を構築し、酸化ストレス感受性試験を行ったところ、過酸化水素に高度に感受性を示すことがわかった。また、その蛋白をP. gingivalisから精製することに成功し、陰染色を行ったところ、他菌のDpsと同様に球状の構造をしていることを確認した。さらに、大腸菌でDpsを過剰発現後精製し、他菌で示されているDNA結合能と鉄結合能を調べたところ、両者共に活性があることを確認した。一方、dpsの遺伝子発現制御が他菌と同様にOxyR支配下にあるか否かを確認するために、レポータージーン法を新たに構築し解析したところ、酸化ストレスによりOxyR依存的な転写レベルでの発現誘導が確認された。最後に、dpsのin vivoでの役割を調べる為に、HUVEC細胞に感染させサバイバル実験を行ったところ、dps変異株では有意に生菌数が抑制された。これらのことから、我々はDpsが本菌の酸化ストレス防御に働く重要な分子であることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 上島潤一, 庄子幹郎, Dinath B.Ratnayake, 安倍喜八郎, 山本健二, 中山浩次: "Dps from the obligate anaerobe Porphyromonas gingivalis : purification, gene cloning, gene expression and mutant studies"Infection and Immunity. (in press). (2003)