2010 Fiscal Year Annual Research Report
細菌細胞膜の物質透過における長鎖多価不飽和脂肪酸の役割
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22570130
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
奥山 英登志 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 准教授 (90125295)
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| Keywords | 長鎖多価不飽和脂肪酸 / EPA / DHA / 細胞膜 / 膜遮蔽効果 / 抗生物質 / 膜排出タンパク質 / TolC-AcrABタンパク質 |
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| Research Abstract |
筆者らにより、EPAやDNAなどの長鎖多価不飽和脂肪酸を膜リン脂質成分としてもつ細菌細胞膜が、過酸化水素などの膜拡散性物質に対して、その透過を妨げる効果(膜遮蔽効果)を持つことは既に明らかにされている。膜遮蔽効果はリン脂質を構成するEPAと対になる脂肪酸による構造的(物理的)効果であると予想されるが、本研究ではEPAめ存在が、細胞膜の異物排出系の機能に直接かかわっているか否かを、大腸菌の主要な外膜ポアタンパク質である0mpCと0mpF及び、異物排出系タンパク質複合体(TolC-AcrAB)の機能に焦点を当てて検討した。大腸菌K-12株(親株)と、Yale大学から分譲されたompC,ompF,tolC,acrA,acrB欠損株にEPA合成酵素遺伝子(pfa遺伝子)を導入したEPA合成変異株と、同じ株にpfa遺伝子の一部を欠くコンストラクトを導入したEPA非合成株を作成し、増殖阻害物質として膜拡散性のtert-butylhydropxideに加えて、アンピシリン、カナマイシン、ストレプトマイシンなどの抗生物質に対する最小阻害濃度を、マイクロタイタープレートを用いて測定した。その結果、親株、ompC,ompF導入株はEPA合成株がEPA非合成株に比べて高い最小阻害濃度を示した。この結果は、上記の物質の外膜透過の際、EPAは0mpC,0mpFタンパク質の機能に関与していないことを示唆している。一方、TolC-AcrABを構成するタンパク質のいずれか一つを欠く変異株においては、tert-butylhydropxideの場合はEPAを持つ株の方が高い最小阻害濃度を示したが、全ての抗生物質については、EPAの有無にかかわらず、最小阻害濃度は同じ値を示した。この結果は、これらの形質転換株において、膜拡散性物質の場合は、EPAの膜遮蔽効果が機能している(膜排出系タンパク質はかかわらない)が、抗生物質の排出に関してはTolC-AcrABが関与しており、これらのタンパク質機能の一部または全部にEPAが関わっていることを示している。TolC-AcrABは一体として機能するので、現時点ではEPAが影響を与えるタンパク質は特定できていない。今後二次元電気泳動法などによりタンパク質の特定が必要である。
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