2020 Fiscal Year Research-status Report
歯周病細菌の線毛構成タンパク質の輸送機構の解明とその阻害薬の探索
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19K10072
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
庄子 幹郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10336175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今田 勝巳 大阪大学, 理学研究科, 教授 (40346143)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 線毛 / リポタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯周病細菌として知られるPorphyromonas gingivalisは付着因子として線毛を有する。本菌は、Fim線毛とMfa線毛の二種類を発現している。Fim線毛とMfa線毛を作る遺伝子領域はそれぞれ離れた位置にあり、Fim遺伝子クラスターおよびMfa遺伝子クラスターと呼んでいる。線毛を構成する分子は、菌体表面上のアンカー、線毛の主要構成タンパク質であるシャフト、線毛の先端にあるチップからなる。我々は線毛関連タンパク質はリポタンパク質として菌体表面まで輸送されることを報告しているが、その輸送機構については不明な点が多い。
大腸菌のリポタンパク質輸送分子としてLolAタンパク質が知られている。データベース解析より本菌にもLolA様分子が2つ存在することが分かった。本菌のW83株を用いて、その2つの遺伝子欠損株を作製し、33277株のFimA遺伝子（シャフトの部分）をプラスミド性に導入してみたが、線毛形成は正常に行われていた。このことから、本菌では、LolA以外の分子が輸送に関わると考えられた。
次に、リポタンパク質の輸送分子は必須遺伝子である可能性を考慮し、近位ビオチン標識タンパク質による方法を検討した。ビオチンリガーゼであるAirIDを用いて、FimAのシグナル配列(リポタンパク質シグナル配列を含む)－AirID-Hisタグの融合遺伝子を作製した。本菌の33277株にその融合遺伝子を導入した株を作製した。しかしながら、その遺伝子産物は分解していた。そこで、プロテアーゼ活性が低減しているporT変異株を用いてみたところ、予想サイズの分子の発現が認められた。しかしながら、培地にビオチンを入れても全くタンパク質がラベル化されていなかった。したがって、リポタンパク質輸送分子は未だ同定できていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
1. P.g菌のLolA様分子は、リポタンパク質輸送に関与していないことが分かった。
2. 近位ビオチン標識タンパク質による方法を検討したものの、培地にビオチンを入れても全くタンパク質がラベル化されていなかった。したがって、リポタンパク質輸送分子は同定できていない。他の方法で探索する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. リポタンパク質輸送分子は必須遺伝子である可能性を考えている。そのことから、遺伝学的なアプローチを止めて、生化学的なアプローチを試みる。具体的には、FimAタンパク質をコンディショナルに発現するような株を作製し、架橋剤を添加し共沈する分子を同定する。
2. FimAタンパク質をコンディショナルに発現するような株を作製し、小分子阻害剤（北里天然分子ライブラリー）を添加し線毛形成ができないようなものを同定する。その後、その阻害分子の標的を探索する。
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[Journal Article] Effect of Porphyromonas gingivalis infection on gut dysbiosis and resultant arthritis exacerbation in mouse model.2020
Author(s)
Hamamoto Y, Ouhara K, Munenaga S, Shoji M, Ozawa T, Hisatsune J, Kado I, Kajiya M, Matsuda S, Kawai T, Mizuno N, Fujita T, Hirata S, Tanimoto K, Nakayama K, Kishi H, Sugiyama E, Kurihara H.
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Journal Title
Arthritis Resarch and Therapy
Volume: 22(1)
Pages: 249
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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