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歯周病細菌の完全ジペプチド産生を保証するシステインペプチダーゼの同定

研究課題

研究課題/領域番号 19K10045
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分57010:常態系口腔科学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

根本 孝幸  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 客員研究員 (90164665)

研究分担者 小早川 健  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 技術職員 (10153587)
根本 優子  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 客員研究員 (10164667)
佐々木 実  岩手医科大学, 歯学部, 教授 (40187133)
下山 佑  岩手医科大学, 歯学部, 准教授 (90453331)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードジペプチド / ジペプチジルペプチダーゼ / 歯周病菌 / 糖尿病 / トランスポーター / ジププチド / 歯周病 / ペプチダーゼ / DPP7 / DPP4 / ジペプチジルペプチダーぜ / アミノ酸トランスポーター / ペプチドトランスポーター / 2型糖尿病 / 口腔細菌 / N末修飾 / ジペプチダーゼ / タンパク分解 / アミノ酸 / セリンペプチダーゼ / システインペプチダーゼ
研究開始時の研究の概要

う蝕と歯周病は口腔の二大疾患ですが、う蝕を引き起こす細菌とは対照的に、歯周病を引き起こす歯周病菌は、糖質を利用できず、もっぱら細胞外タンパク質を栄養源としています。我々はこれまでにタンパク質を末端から2つずつ切断するタンパク質分解酵素群が歯周病菌のタンパク質分解の最終段階にあることを見いだしてきました。さらに予備的な研究結果から、上記とは異なるファミリーに属するタンパク質分解酵素の存在も示唆されたので、これを同定するとのが本計画の中心課題です。同時にペプチドの取り込み機構も検討します。これらの結果に基づき、歯周病菌をいわば兵糧攻めすることで、歯周病の予防、治療の道を開きたいと思っています。

研究成果の概要

歯周病菌ジペプチジルペプチダーゼ(DPP)7がインクレチン類ペプチドのAla2-Glu3結合を効率よく分解することを発見した。従来DPP7はAla2-Xaa3結合を分解するとされていたが、実際にはDPP4やDPP5の数%の活性しかなく、その矛盾が説明できなかった。我々は合成基質と違い、実際のペプチドはC末側にもペプチド鎖があることが原因だと仮定し、C末側にもペプチド鎖を有する基質を合成した。その結果、DPP7はHis-Ala-MCAには活性はないが、HAED-MCAには高い活性を示した。今後プロテアーゼ研究に頻繁に用いられる蛍光基質の使用にあたっては十分な注意が必要であろう。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトには存在せず、歯周病菌が発現するDPP7が効率よくヒトインクレチンを分解不活化することを発見した。その基質特異性に関して検討し、切断部位のC末側が活性に重要であることを示した。これらの結果は、2つの点で重要である。その第1は、歯周病と2型糖尿病をつなぐ直接の因子がDPP7である可能性である。DPP7はヒトには存在しないのでその阻害剤が、2型糖尿病の治療薬になりうる。第2は、従来ほとんど蛍光基質を用いて研究されきたプロテアーゼの酵素化学的な性質が、実際のペプチドを分解する際の性質と違っているという可能性である。今後ペプチダーゼを臨床や応用に用いる場合に十分に考慮する必要がある。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Oxford/Structural Genomics Consortium/Struct Biolog Metabolic Rare Diseases(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 歯周病原細菌ジペプチジルペプチダーゼによる2型糖尿病の増悪メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      Nakasato-Suzuki Manami、Shimoyama Yu、Ohara-Nemoto Yuko、Sasaki Daisuke、Nemoto Takayuki K.、Yaegashi Takashi
    • 雑誌名

      日本歯周病学会会誌

      巻: 65 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.2329/perio.65.1

    • ISSN
      0385-0110, 1880-408X
    • 年月日
      2023-03-31
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Immunoelectron Microscopic Analysis of Dipeptidyl-Peptidases and Dipeptide Transporter Involved in Nutrient Acquisition in Porphyromonas gingivalis2023

    • 著者名/発表者名
      Shimoyama Yu、Sasaki Daisuke、Ohara-Nemoto Yuko、Nemoto Takayuki K.、Nakasato Manami、Sasaki Minoru、Ishikawa Taichi
    • 雑誌名

      Current Microbiology

      巻: 80 号: 4 ページ: 106-106

    • DOI

      10.1007/s00284-023-03212-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expanded substrate specificity supported by P1′ and P2′ residues enables bacterial dipeptidyl-peptidase 7 to degrade bioactive peptides2022

    • 著者名/発表者名
      Ohara-Nemoto Yuko、Shimoyama Yu、Ono Toshio、Sarwar Mohammad Tanvir、Nakasato Manami、Sasaki Minoru、Nemoto Takayuki K.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 3 ページ: 101585-101585

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.101585

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dipeptidyl-peptidases: Key enzymes producing entry forms of extracellular proteins in asaccharolytic periodontopathic bacterium Porphyromonas gingivalis2021

    • 著者名/発表者名
      Nemoto TK, Ohara Nemoto Y.
    • 雑誌名

      Mol Oral Microbiol

      巻: 36 号: 2 ページ: 145-156

    • DOI

      10.1111/omi.12317

    • NAID

      120006988506

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preferential dipeptide incorporation of Porphyromonas gingivalis mediated by proton-dependent oligopeptide transporter (Pot)2020

    • 著者名/発表者名
      Ohara-Nemoto Y, Sarwar MT, Shimoyama Y, Kobayakawa T, Nemoto TK.
    • 雑誌名

      FEMS Microbial Lett

      巻: 367 号: 24 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1093/femsle/fnaa204

    • NAID

      120006980746

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of substrate specificity and novel autoprocessing mechanism of dipeptidase A from Prevotella intermedia2020

    • 著者名/発表者名
      Sarwar, M.T., Ohara-Nemoto, Y., Kobayakawa, T., Naito, M., Nemoto, T.K.
    • 雑誌名

      Biol. Chem.

      巻: 401 号: 5 ページ: 629-642

    • DOI

      10.1515/hsz-2019-0387

    • NAID

      120006988332

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Suppressive effects of N-bisphosphonate in osteoblastic cells mitigated by non-N-bisphosphonate but not by sodium-dependent phosphate cotransporter inhibitor.2019

    • 著者名/発表者名
      Baba TT, Miyazaki T, Ohara-Nemoto Y, Nemoto TK.
    • 雑誌名

      Cell Biochem Funct

      巻: 37 号: 6 ページ: 400-407

    • DOI

      10.1002/cbf.3418

    • NAID

      120006988454

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of bacterial acylpeptidyl-oligopeptidase.2019

    • 著者名/発表者名
      Nemoto TK, Ono T, Kobayakawa T, Ohara-Nemoto Y.
    • 雑誌名

      Biochimie

      巻: 163 ページ: 50-57

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2019.05.007

    • NAID

      120006987741

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 歯周病細菌Prevotella intermedia のジペプチダーゼの同定: C69.001 ファミリージペプチダーゼAのN 末特異性の再定義2019

    • 著者名/発表者名
      Sarwar Mohammad Tanvir,根本優子,小野俊雄,根本孝幸
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisのH+依存性ジペプチドトランスポーター2019

    • 著者名/発表者名
      根本優子,Sarwar Tanvir,小早川健,根本孝幸
    • 学会等名
      第61回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 歯周病菌ジペプチジルペプチダーゼ7は広範な基質特性を有し,この活性により血糖調節に関与する

    • URL

      https://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/science/science261.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 歯周病菌が作る酵素が血糖調節を行う生理活性ペプチドを分解することを発見

    • URL

      https://research-er.jp/articles/view/106965

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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