Rhomboid protease function of oral bacteria

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K09209
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: 前田 博史 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (00274001)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻 則正 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (30454565) ; 仲間 ひとみ 大阪歯科大学, 歯学部, 助教 (50803350)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: ロンボイドプロテアーゼ / Porphyromonas gingivalis

Outline of Annual Research Achievements

ロンボイドプロテアーゼは膜内セリンプロテアーゼの一種であり、様々な生物種で広く保存されている。タンパク質の膜内ドメインを切断する機能をもつ興味深い性質を有しているが、膜外にも活性部位を有するという報告があり、生物学的機能について不明な点を多く残している。本研究の目的は口腔内細菌の保有するロンボイドプロテアーゼの機能解析、あるいは基質を同定することによって、病原性への関与について明らかにすることである。これまでの研究において、Rothia mucilaginosaにはロンボイドプロテアーゼがセリンプロテアーゼ様活性を示す機能分子として保存されており、リポプロテインとして膜内で酵素活性を示すことを明らかにしてきた。
2023年度は、R. mucilaginosaと系統発生学的に距離の離れた口腔細菌種としてPorphyromonas gingivalisに着目して解析を行った。バイオインフォマティクスを応用した解析からP. gingivalisには304アミノ酸、ならびに238アミノ酸からなるロンボイドプロテアーゼの相同性分子が存在することが明らかとなった。これらの遺伝子は染色体上で近接して存在しており、バイシストロニックオペロンを形成している可能性が高いと推察された。P. gingivalisの保有する２種類の遺伝子を単離して、エリスロマイシン耐性カセットを構造遺伝子中に組み込んだ。今後は、P. gingivalisの保有するロンボイドプロテアーゼの酵素活性を解析するとともに、ロンボイドプロテアーゼ欠損株と親株のプロテオーム解析から、酵素基質の選定を実施する計画である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

遺伝子の単離に予想外に時間を要した。また、遺伝子データベースに登録されているPorphyromonas gingivalisの菌株数が多く、情報整理に時間を要した。

Strategy for Future Research Activity

これまで解析してきたRothia mucilaginosaと系統発生学的に距離の離れた口腔内細菌としてPorphyromonas gingivalisに着眼した。異なる菌種のロンボイドプロテアーゼ分子の解析を行うことによって、ロンボイドプロテアーゼ相同性分子に共通の特性、ならびに菌種に特徴的な性質を解明できる可能性があると考えている。