エナメルたんぱく質の化学構造と石灰化機構に関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01440077
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 佐々木 哲 東京医科歯科大学, 歯学部・生化学, 教授 (80013803)
• 研究分担者: 鈴木 ミチ子 東京医科歯科大学, 歯学部. 生化学, 技官 (80171255) ; 下川 仁弥太 東京医科歯科大学, 歯学部. 生化学, 助教授 (80014257)
• キーワード: エナメル質 / 石灰化 / たんぱく質 / カルシウム

研究概要

歯のエナメル質はほとんど無機質からなるが、形成初期には約30%を占めるたんぱく基質があり、アパタイト結晶が基質と置き換わって、エナメル質が完成される。幼若エナメル質には、AmelogeninとEnamelinがあり、これらの2つのたんぱく質の生理的役割については、結晶核誘起能や結晶形成の鋳型としての機能、あるいはCaイオン輸送の役割が想定されているものの、確定していない。前年度までの研究により、ヒトAmelogeninの遺伝子の分離同定に成功し、その一次構造を決定することが出来た。また、ウシ永久歯胚エナメル質より精製したAmelogeninを加水分解する酵素の至適pHが5、5〜6、0にあったことがヒントとなり、本年度の研究結果として、形成期エナメル質に酸性のバンドと中性のバンドとが交互に出現する事実を発見した。
すなわち、ウシ永久歯胚よりエナメル芽細胞などの軟組織を除いたのち、エナメル質をメチル赤などのpH指示薬で染色したところ、酸性の反応を示す部分が帯状に数本認められ、その間の部分は中性を示した。各部位のエナメル質を別々に採取し、蒸留水に懸濁してしばらくおいてからpHを測定したところ、やはり酸性および中性の反応が認められた。この結果から、エナメル質は形成成熟の過程で、周期的にpHが変化することが明らかになった。
成熟期エナメル質の変化としては、これまでにCaキレ-タ-であるGBHAに染まる部分と染まらぬ部分とがあることが知られていたが、エナメル質を2分し、一方をGBHA他方をpH指示薬で染色して両者のバンドを比較して、GBHAで無色の部分が酸性、赤い部分が中性であることを確認することが出来た。

研究成果

• [文献書誌] Y.Takagi,H.Shimokawa,M.Suzuki H.Nagai,S.Sasaki: "Immunohistochemical localization of α2HSーglycoprotein in dentin" Calcif.Tissue Int.47(1). 40-45 (1990)
• [文献書誌] M.Harada,M.Mogi,B.Y.Hiraoka,K.Hukawawa,T.Takagi,S.Sasaki: "Determination of proline iminopeptidase activity in bovine dental germs by HPLC" J.Chromatography. 527. 158-162 (1990)
• [文献書誌] S.Sasaki,T.Takagi,M.Suzuki: "Cyclical changes in pH in bovine developing enamel as sequential bands" Archs.Oral Biol.36(3). 227-231 (1991)
• [文献書誌] K.Ibaraki,H.Shimokawa,S.Sasaki: "An analysis of the biochemical and biosynthetic properties of dentin phosphoprotein" Matrix. 11. 115-124 (1991)
• [文献書誌] S.Sasaki,T.Takagi,M.Suzuki: "Mechanisms and Phylogeny of Mineralization in Biological Systems(eds.S.Suga,H.Nakahara) “Amelogenin Degradation by an Enzyme having Acidic pH Optimum and the Presence of Acidic Zone in Developing Bovine Enamel"" SpringerーVerlag, 3 (1991)