| 研究課題/領域番号 |
13470446
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
矯正・小児・社会系歯学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
真柳 秀昭 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (60005098)
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| 研究分担者 |
松山 順子 新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30293236)
畑 眞二 東北大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (20208507)
高橋 信博 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (60183852)
佐藤 拓一 東北大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (10303132)
岩見 憙道 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (60005030)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2001年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
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| キーワード | 糖アルコール / キシリトール / ミュータンスレンサ球菌 / 糖代謝阻害 / キシリトール取込み酵素(PEP-PTS) / 増殖阻害 / 無益回路 / PEP-PTS酵素活性 / グルコース / 酸産生反応 / 酸産生阻害 / キシリトール5リン酸 / PEP-PTS(PEP依存性糖リン酸化酵素系) / 乳酸脱水素酵素 / ピルビン酸ギ酸リアーゼ |
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| 研究概要 |
糖アルコールの中からキシリトールを選び、キシリトールのミュータンスレンサ球菌に対する酸産生阻害効果とこれら阻害効果の生化学的メカニズムを高度嫌気条件下で詳細に検討した。その結果、ミュータンスレンサ球菌はキシリトールをX5Pとしての菌体内に取り込み、菌体内に蓄積したX5Pが解糖系上流の代謝反応を触媒する酵素を阻害することが判明した。この解糖系上流の阻害によって菌体内FBPレベルは低下し、その結果、ピルビン酸から乳酸への代謝変換を担うFBP依存性乳酸脱水素酵素の活性は低下し、滞ったピルビン酸はピルビン酸を基質とするもう一つの酵素ピルビン酸ギ酸リアーゼ(PFL)によって、ギ酸・酢酸にかえられるものと考えられた。
一方、キシリトールによる代謝阻害時、解糖系最上流の糖代謝中間体であるグルコース6リン酸レベルが減少傾向にあったことから、もう一つのキシリトール阻害メカニズムとして、解糖系の初発段階、すなわちPEP-PTSに代表される「グルコースを取り込みリン酸化する酵素(群)」の阻害が示唆された。すなわち、グルコースとキシリトールが共存すると、グルコースのみが存在しているときよりも、グルコース6リン酸の生成速度が低下し、この時PEP消費速度は変化しないことから、キシリトールはグルコースと競合しながらPEPを利用しX5Pとなること、そしてグルコースが利用できるPEP供給速度が低下する結果グルコースのリン酸化(グルコース6リン酸生成)速度が低下することが考えられた。なお、競合によるグルコースリン酸化速度の低下は、PEP濃度が低いほど顕著であった。以上のことから、もう一つのキシリトールの糖代謝阻害メカニズムとして、PEP-PTSの基質であるPEPに対するキシリトールとグルコースなどの他の糖との競合が示唆された。
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