2023 Fiscal Year Annual Research Report
Ion transport network in oral pathogenic bacteria
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21K06546
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
關谷 瑞樹 岩手医科大学, 薬学部, 准教授 (70509033)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プロトンポンプ / F-ATPase / A-ATPase / S. mutans / P. gingivalis / S. anginosus / 虫歯 / 歯周病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
S. mutans、P. gingivalis、S. anginosusなどの口腔内病原細菌は局所性、全身性の様々な疾患の原因となる。近年、これらの細菌において、プロトン輸送ATPaseが、生存や増殖に重要な役割を果たしている可能性が示された。そこで、本研究課題では、口腔内病原細菌におけるプロトン輸送ATPaseの詳細な役割を明らかにし、共役する分子を同定することを目的として研究を行い、以下の成果が得られた。
1) S. mutansのF型プロトン輸送ATPase(F-ATPase)は以前から耐酸性への寄与が推定されていたが、直接的な証明はされていなかった。そこで、F-ATPaseの発現が低下した変異株を作製し、野生株と比べ酸性環境での増殖と生存率が低下することを明らかにした。S. mutansの耐酸性にはF-ATPaseが関与することが強く示唆された。
2) P. gingivalis などの病原細菌では、タンパク質やペプチドをジペプチジルペプチダーゼ(DPP)により分解してアミノ酸を取り込む。アミノ酸の取り込みはA 型プロトン輸送ATPase(A-ATPase)が形成するプロトン濃度勾配を利用すると考えられている。P. gingivalis DPP7の活性中心に結合したジペプチドから構造変換を行った化合物の作用を検討したところ、数種に強い酵素活性阻害作用と抗菌作用がみられた。これらは口腔内感染症の予防・治療薬のシード化合物となり得る。
3) S. anginosusは、F-ATPase、A-ATPaseの2種のプロトンポンプを有しており、それぞれの遺伝子欠損株を作製し、その表現系を検討した。その結果、F-ATPaseは、酸性環境での増殖・生存に、A-ATPaseは塩基性や高塩濃度での増殖に重要な役割を果たしていることが示唆された。
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