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レンサ球菌の酸素毒性防御にかかわるNADHオキシダーゼの酸素による発現調節

研究課題

研究課題/領域番号 09044200
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究分野 応用微生物学・応用生物化学
研究機関東北大学

研究代表者

神尾 好是  東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (00109175)

研究分担者 冨田 敏夫  東北大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (00126129)
POOLE Leslie  ウエイクフォレスト大, 医学部, 準教授
CLAIBORNE Al  ウエイクフォレスト大, 医学部, 教授
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードNADHオキシダーゼ / NADHオキシダーゼ遺伝子 / AhpC / AhpC遺伝子 / 遺伝子破壊株 / streptococcus mutans / アルキルヒドロパーオキシドレダクターゼ / 酸素ストレス / Streptococcus mutans / NADH酸化
研究概要

本研究は、通性嫌気性レンサ球菌S.mutansが酸素に曝されたとき誘導的に合成する二種類のNADHオキシダーゼ(Nox-1:過酸化水素生成型酵素とNox-2:水生成型酵素)の機能発現調節機構の解明を目的として、一方では純正の生化学的立場に立脚したアプローチから酵素反応機構の解明がなされ、他方では微生物生理学的観点から菌の酸素毒性と酵素の機能発現調節の解明がすすめられた。日米の専門分野を異にする研究分担者が相互の情報交流を密にして、各々独自の研究基盤に立って遂行された研究は、当初予測しなかった新たな発見を含む多岐に亘る研究成果を結実させた。.研究成果はI〜IVに大別される。[成果I]Nox-1の反応機構の解明(L.B.Poole分担)-S.mutansのNox-1がサルモネラ菌の酸素ストレス防御因子アルキルハイドロパーオキシドレダクターゼ(AhpR:AhpCとAhpFの二成分系酵素)のAhpFと高いホモロジーをもち、また、AhpRのAhpCホモローグがS.mutansにも存在し、AhpC共存下ではNox-1がNADHパーオキシダーゼとして機能することを精製酵素を用いて証明した。さらに酵素反応の動力学的解析手法によりS.mutansのNox-1がサルモネラ菌のAhpFと極めて類似の性質を有することを明らかにした。[成果II]Nox-2の反応機構の解明(Al Claiborne分担)-Nox-2型NADHオキシダーゼの酵素活性中心にある44番目のシスティン残基をセリンに変えた変異型Nox-2は、元来水生成型酵素であったNox-2が過酸化水素生成型酵素に変わることを証明した。[成果III]Nox-1、Nox-2、およびAhpCの遺伝子破壊株を作製し、これら変異株と野生株のエネルギー代謝や酸素ストレスに対する挙動を解析し、S.mutansの好気エネルギー代謝には、Nox-2がNAD再生の鍵酵素として重要な機能を担うが、Nox-1はほとんど寄与しないことを証明した。[成果IV]S.mutansにはAhpR以外の酸素ストレス防御因子の一つとしてグルタチオンレダクターゼ(GR)の存在とその機能を明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (16件)

  • [文献書誌] 樋口允子: "酸素障害防御の立役者-嫌気性菌のNADHオキシダーゼ" 化学と生物. 35(8). 547-555 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mallett, T.C.: "Oxygen reactivity of an NADH oxidase C42S mutant : Evidence for a C(4a)-peroxyflavin intermediate and a rate-limiting conformational change." Biochemistry. 37(24). 8790-8802 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamamoto, Y.: "Cloning, nucleotide sequence, and disruption of Streptococcus mutans glutathione reductase gene (gor)." Biosci.Biotechnol.Biochem.63(6). (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Poole, L.B.: "Flavins and Flavoproteins" University of Calgary Press, Calgary,4 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, M.: "NADH oxidase in anaerobes for functions in defense against oxidative stress." Kagaku to Seibutsu. 35. 547-555 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Poole, L.B.: "NADH oxidase-1 and a second component encoded upstream of nox-1 comprise an alkyl hydroperoxide reductase system in Streptococcus mutans." Flavins and Flavoproteins University of Calgary Press, Calgary. 769-772 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, M.: "Two types of NADH oxidases induced in Streptococcus mutans." Flavins and Flavoproteins University of Calgary Press, Calgary. 241-244 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mallett, T.C.: "Oxygen reactivity of an NADH oxidase C42S mutant : Evidence for a C (4a) -peroxyflavin intermediate and a rate-limiting conformational change." Biochemistry. 37. 8790-8802 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamamoto, Y.: "Cloning, nucleotide sequence, and disruption of Streptococcus mutans glutathione reductase gene (gor)." Biosci.Biotechnol.Biochem.63. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Poole, L.B.: "Identification of the H202-forming NADH oxidase from Streptococcus mutans as part of an alkyl hydroperoxide reductase (AhpR) system ; comparison with AhpR from Salmonella typhimurium." J.Bacteriol.181. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, M.: "Functions for two types of NADH oxidases in energy metabolismm and oxidative stress." J.Bacteriol.181. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 樋口允子: "酸素障害防御の立役者-嫌気性菌のNADHオキシダーゼ" 化学と生物. 35(8). 547-555 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Mallett,T.C.: "Oxygen reactivity of an NADH oxidase C42S mutant:Evidence for a C(4a)-peroxyflavin intermediate ana a rate-lmiting conformational change." Biochemistry. 37(24). 8790-8802 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] yamamoto,Y.: "Cloning,nucleotide sequence,and disruption of Streptococcus mutans glutathione reductase gene(gor)." Biosci.Biotechnol.Biochem.63(6). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Poole,L.B.: "Flavins and Flavoproteins" University of Calgary Press,Calgary,4 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 樋口 允子: "酸素障害防御の立役者-嫌気性菌のNADHオキシダーゼ" 化学と生物. 35・8. 547-555 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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