口腔連鎖球菌の嫌気的糖代謝系酵素の量的調節機構の研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63480409
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 阿部 一彦 東北大学, 歯学部, 助教授 (40151089)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 昌子 東北大学, 歯学部, 助手 (30175905) ; 山田 正 東北大学, 歯学部, 教授 (50005021)
• Keywords: ピルビン酸ギ酸リア-ゼ / 酸素感受性酵素 / 嫌気的糖代謝 / Streptococcus mutans / 口腔連鎖球菌 / NADPH

Research Abstract

Streptococcus mutansの嫌気的糖代謝で重要なピルビン酸ギ酸リア-ゼ(PFL)には酸素感受性な活性型(A型)と酸素耐性な可逆的不活性型(R型)がある。無細胞抽出液での検討により、R型はピルビン酸、活性メチオニン、二価鉄そして還元型メチルビオロゲンにより活性化されてA型PFLに変換することがわかっている。今回、生体物質であるNADPHがこれまで意義不明のまま使用していたメチルビオロゲンに較べてはるかに効率よく活性化を促進し、そして活性化には分子量約4万5千の活性化酵素が関与するけことなどか判明した。ところで、これまでA型PFLからR型への変換は無細胞抽出液中ではみられたが、バッチ培養後のS.mutans生菌では認められなかった。しかし、生菌をメチレンブル-などとインキュベ-トしてNADPHなどの還元型ピリジンヌクレオチドを酸化すると、容易にR型PFLに変換することがわかった。また、嫌気・糖制限条件下で連続培養して得られた、菌体内多糖のほとんどないS.mutansでは容易にR型へ変換することもわかった。そこで、バッチが培養菌では、スタ-ブ中でも菌体内多糖を代謝することによりNADPHが生成され、R型からA型PFLへの変換が起きていると考えられる。PFLの活性化(A型への変換)の至適pHは6.8であるのに対し、R型への変換はアルカリ側で起こりやすいこともわかった。以上の結果、利用し得る糖がほとんどなく、菌体内のpHも上昇する食間時などでは、S.mutansはPFLを酸素耐性な不活性型へと変換することができ、糖欠乏により好気性菌の酸素消費活性が低下して歯垢内部に酸素が侵入しても、その障害を回避できると考えられる。一方、大量の糖が歯垢内に浸透する食事時などには、糖代謝が高まり、歯垢内は同時に酸性で嫌気適な環境になるので、S.mutansはPFLを活性化し、大量の有機酸を産生することにより、ウ蝕発症に大きく関与していることが推定される。

Research Products

• [Publications] T.Yamada: "Acid production by streptococcus mutans at low pH." Journal of Dental Research. 68. 965 (1989)
• [Publications] 阿部昌子: "口腔連鎖球菌のピルビン酸ギ酸リア-ゼの活性化調節機構" 歯科基礎医学会雑誌. 30. 118 (1989)
• [Publications] 岩見憙道: "酸性環境におけるStreptococcus mutans JC2による乳酸産生増加の機構" 歯科基礎医学会雑誌. 30. 118 (1989)
• [Publications] 阿部一彦: "Streptococcus mutansのピルビン酸ギ酸リア-ゼの酸素感受性活性型と酸素耐性不活性型の相互変換" 生化学. 61. 967 (1989)