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2018 Fiscal Year Research-status Report

Development of diagnosis and trial of control for periondontitis using metabrotome of oral bacteria

Research Project

Project/Area Number 17K11634
Research InstitutionAichi Gakuin University

Principal Investigator

吉田 康夫  愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (10315096)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 毛塚 雄一郎  岩手医科大学, 薬学部, 助教 (50397163)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords歯周病 / Porphyromonas gingivalis / ATP / 代謝
Outline of Annual Research Achievements

【目的】歯周病原細菌であるPorphyromonas gingivalisは糖非発酵性であり、主にアミノ酸を炭素源として、エネルギーを獲得する。この菌においては、acetyl-CoAと無機リン酸からphosphotranacetylase (Pta)の触媒によってacetyl phoshpateを産生し、その後、ADPの存在下でacetate kinase (Ack)によって、ATPを合成することが知られている。本研究では、この反応に関与するPtaおよびAckの遺伝学的および酵素学的解析を行った。
【方法】P. gingivalis ATCC 33277株のPtaおよびAckの組換えタンパク質を精製した。Ptaの反応速度はacetyl-CoAの濃度を分光吸光度計にて測定した。一方、Ackの反応速度は産生されるNADPHを分光吸光度計にて定量することによって測定した。これらの遺伝子の転写単位は、Reversed transcriptase-mediated PC (RT-PCR)にて決定した。不活化株の作製には、pTRAG402を用いた。
【結果】PtaのKm値は72.0 ± 8.1 μMであり、kcat値は1544 ± 109 s-1であった。また、その反応の最適pHは9.0であった。一方、Ackの酵素反応はacetyl phosphateとADPを基質としてping-pong bi-bi反応であり、acetyl phosphateに対するKm値は177 ±51.2 μMであり、kcat値は435.5 ± 32.2 s-1であった。もう一方の基質であるADPに対するKm値は585 ± 19.2 μM、kcat値は421 ± 159.6 s-1であった。その反応の最適pHは8.0であり、MnイオンまたはMgイオンが反応に必要であった。RT-PCRによって、ptaとackは独立して転写されることが明らかとなった。また、ptaとackに隣接する上流および下流の遺伝子の不活化株は得られるが、ptaとackの不活化株は得られなかった【考察】PtaおよびAckはP. gingivalisのATP獲得に重要な働きがあることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

概ね研究計画どおりに進行している。

Strategy for Future Research Activity

口腔細菌のGC/Msデータをとり、短鎖脂肪酸の産生のプロファイルを作成する予定である。

Causes of Carryover

プラスチック器具、ガラス器具、試薬などに用いる。費用のかかる実験を後回しにした関係で、本年度に1231676円が生じた。

  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Characterization of the phosphotransacetylase-acetate kinase pathway for ATP production in Porphyromonas gingivalis2019

    • Author(s)
      Y. Yoshida, M. Sato, T. NonakaY, Y. Hasegawa, and Kezuka
    • Journal Title

      J. Oral Microbio

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Biological and biochemical roles of two distinct cyclic dimeric adenosine 3',5'-monophosphate-associated phosphodiesterases in Streptococcus mutans2018

    • Author(s)
      H. Konno, Y. Yoshida, K. Nagano, J. Takebe, and Y. Hasegawa
    • Journal Title

      Front Microbiol

      Volume: 9 Pages: 2347

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.02347

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Antimicrobial effect of titanium hydroxyapatite in denture base resin2018

    • Author(s)
      W. Sato, Y. Yoshida, S. Komasa, Y. Hasegawa, and J. Okazaki
    • Journal Title

      App. Sci.

      Volume: 8 Pages: 963

    • DOI

      10.3390/app8060963

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Oral streptococcal fimbriae related to coaagregation with other oral streptococci2018

    • Author(s)
      Yasuo Yoshida, Keiji Nagano, Yoshiaki Hasegawa
    • Organizer
      日本細菌学会
  • [Presentation] Porphyromonas gingivalis のATP合成に関与するphosphotransacetylase (Pta)およびacetate kinase (Ack)の遺伝学的および酵素学的解析2018

    • Author(s)
      Yasuo Yoshida, Yuichiro Kezuka, Yoshiaki Hasegawa
    • Organizer
      歯科基礎医学会
  • [Presentation] Porphyromonas gingivalisのATP産生に関与するphosphotransacetylaseおよびacetate kinaseの立体構造解析と生化学的解析2018

    • Author(s)
      毛塚雄一郎、吉田康夫
    • Organizer
      歯科基礎医学会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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