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ウエルシュ菌α毒素の生体膜破壊機構の分子生物学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 09670305
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 細菌学(含真菌学)
研究機関徳島文理大学

研究代表者

櫻井 純  徳島文理大学, 薬学部, 教授 (80029800)

研究分担者 小林 敬子  徳島文理大学, 薬学部, 助手 (90170315)
越智 定幸  徳島文理大学, 薬学部, 助手 (80268705)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1999年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1998年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1997年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードウエルシュ菌 / α毒素 / 細胞内情報伝達系 / ホスフォリパーゼD / 低分子量Gタンパク値 / Rho / ガス壊疽 / ミオグロビン / 低分子量Gタンパク質 / ガス壊疸 / ガス破疽 / 細菌内情報伝達系 / ARF / Rho-GDI
研究概要

ウエルシュ菌によるガス壊疽発症のモデルとして通常の方法であるマウス後肢に筋注すると、病理組織学的に注射部位での組織破壊はほとんど無く、各臓器の血管に溶血によるヘモグロビンと筋肉溶解によるミオグロビンが確認、さらに、腎臓の部分的破壊が観察され、毒素中毒症が明らかとなった。そこで、ガス壊疽を再現するためウエルシュ菌とCa^<2+>を同時投与後、病理組織学的検討すると、感染部位におけるガス壊疽と類似の組織破壊が観察された。α毒素遺伝子をトランスフォームした枯草菌を同様の条件でマウスに筋注すると、ウエルシュ菌と同様の組織破壊が観察された。従って、α毒素はガス壊疽の原因毒素であることが証明された。次に、α毒素の作用機構を解明するため本毒素によるウサギ赤血球溶血を解析し、毒素処理によって低分子量Gタンパク質が関与している内因性ホスフォリパーゼD(PLD)の活性化が重要な役割を演じていることを明らかにしてきた。そこで、ウサギ網状赤血球からRho-GDIとRho遺伝子のcDNAを作成、そして各遺伝子を作成後、各タンパク質をGSTフュージョンタンパク質として大腸菌で発現させ、単離した。Rho-GDIとRhoを取り込ませたスキンド化ウサギ赤血球を毒素処理した結果、Rho-GDIは、毒素による溶血を用量依存的に阻害したが、Rhoは、いかなる効果も示さなかった。最近、Rhoは、GDPと結合し活性化状態をとらないこと、さらに、変異Rho(G14V)は活性化状態を示すことが報告された。そこで、変異Rho(G14V)遺伝子を作成、GSTフュージョンタンパク質として大腸菌で発現させ、そして、この変異Rhoを精製後、変異Rhoを取り込ませたスキンド化ウサギ赤血球を毒素処理した結果、毒素による溶血を用量依存的に亢進した。従って、α毒素は、内因性PLDを活性化してリン脂質代謝を亢進し、溶血を惹起すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] M. Nagahama et al.: "Site-specific mutagensis of Clostridium perfringens alpha-toxin replacement of Asp-56, -130 or Glu-152 causes ・・・・・"Infect. Immun.. 65. 3489-3492 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J. Sakurai et al.: "Major Toxins of Clostridium perfringens"J. Toxicol.-Toxin Rev.. 16. 195-214 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Nagahama et al.: "Mechamism of damage by Clostridium perfringens alpha-toxin"Microbiol Immunol.. 42. 533-538 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Nagahama et al.: "Assembly of Clostridium perfringens opsilon-toxin on MDCK cell membrane"J. Nat. Toxin. 7. 291-302 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C. M. Jung et al.: "Identification of Metal ligands in the Clostridium histolyticum Col H collagenase"J. Bacteriol. 181. 2816-2822 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Nagahama et al.: "Characterization of the enzymatic component of Clostridiums perfringens iota-toxin"J. Bacteriol.. 182 (In press). (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Nagahama, Tomoya Nakayama, Kei Michiue and Jun Sakurai: "Sire-specific mutagenesis of Clostridium perfringens alpha-toxin : replacement of Asp-56, -130 or Glu-152 causes loss of enzymatic and hemolytic activities"Infect. Immun.. 65. 3489-3492 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun Sakurai, Masahiro Nagahama and Sadayuki Ochi.: "Major toxins Clostridium perfringens"J. Toxicol.-Toxin Rev.. 16. 195-214 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Nagahama, Kei Michiue, Masakazu Mukai, Sadayuki Ohi and Jun Sakurai.: "Mechanism of damage by Clostridium perfringens alpha-toxin"Microbiol.. Immunol. 42. 533-538 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Nagahama, Sadayuki Ochi and Jun Sakurai.: "Assembly of Clostridium perfringens epsilon-toxin on MDCK cell membrane"J. Nat. Toxin. 7, (3). 291-302 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideaki Tsuge, Masahiro Nagahama, Tomohiro Nishimura, Yoshihiko Sakaguchi, Nobuhiko Katunuma and Jun Sakurai.: "Crystallization and preliminary X-ray studies of the ia component of Clostridium perfringens iota toxi complexed with NADPH"J. Struct. Biol.. 126. 175-177 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chang-Min Jung, Osamu Matsushima, Seiichi Katayama, Junzaburo Minami, Jun Sakurai and Akinobu Okabe.: "Identification of metal ligands in the Clostridium histolyticum ColH collagenase"J. Bacterol... 181. 2816-2822 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Nagahama, Atsushi Kihara, Toshifumi Miyawaki, Masakazu Mukai, Yoshihiko Sakaguchi, Sadayuki Ochi and Jun Sakurai.: "Clostridium perfringens β-toxin is sensitive to thiol-group modification but does not require a thiol group for lethal activity"Biochim. Biophys. Acta. 1454. 97-105 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Nagahama, Yishihiko Sakaguchi, Keiko Kobayashi, Sadayuki Ochi and Jun Sakurai: "Characterization of the enzymatic component of Clostridium perfrigens iota-toxin"J. Bacteriol.. 182, (8) (in press.). (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nagahama,T.Nakayama,K.Michiue and J.Sakurai: "Site-specific mutagenesis of Clostridium perfringens alpha-toxin:replacement of-Asp-56,-130 or Glu-152 causes loss of enzymatic and hemolytic activities"Infect.Immun.. 65. 3489-3492 (1997)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J.Sakurai,M.Nagahama and S.Dchi: "Major toxins of Clostridium perfringens"J.Toxicol.-Toxin Rev.. 16. 195-214 (1997)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagahama,K.Michiue,M.Mukai,S.Ochi and J.Sakurai: "Mechanism of damage by Clostridium perfringens alpha-toxin"Micobiol.Immunol.. 42. 533-538 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagahama,S.Ochi and J.Sakurai: "Assembly of Clostridium perfringens epsilon-toxin on MDCK cell membrane"J.Nat.Toxin. 7. 291-302 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] C:M.Jung,D,Matsushita,S.Katayama,J.Minami,J.Sakurai and A.Okabe: "Identification of metal ligands in the Cloetridium histolyticum Col H collagenase"J.Bacteriol.. 181. 2816-2822 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagahama,Y.Sakaguchi,K.Kobayashi,S.Ochi and J.Sakurai: "Characterization of the enzymatic component of clostridium perfringens iota-toxin"J.Bacteriol.. 182(In press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Jun Sakurai et al.: "Mechanism of membrane damage by ClosTridium perfringens alpha-toxin" Microbiology and Immunology. 42(8). 533-538 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Jun Sakurai et al.: "Assembly of Clostridium Perfringens opsihon-toxin on MDCK cell membrarne" Journal of Natural Toxins. 7(3). 291-302 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Jun Sakurai et al.: "Clostridium perfringens beta-Toxin is sensilive to thial group modification but does not require a thiol group for lethal activity" Biochimica et Biophigsica Acta. (in press). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagahama, T.nakayama, K.Michiue and J.Sakurai: "Site-Specific Mutagenesis Clostridium perfringeus Alpha-Toxin. Replacement of Asp-56, Asp-130, or Glu-152 causes loss of Enzymatic and Hemolytic Activities" Infection and Immunity. 65. 3489-3492 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] J.Sakurai, M.Nagahama, and J.Sakurai: "Major toxins of Clostrictuim perfringens" J.Toxicol.-Toxin Reviews. 16. 195-214 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井 純: "細菌性食中毒講座(6)Gram陽性菌桿菌4.Clostridium perfringens" J.Antibact. Antifung. Agents. 25. 651-657 (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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