昆虫における異物認識と生体防御反応の発動機構

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02454019
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 芦田 正明 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (50012422)
• キーワード: フェノ-ル酸化酵素前駆体 / 昆虫 / 蚊 / ゴキブリ / バッタ / 異物認識

研究概要

フェノ-ル酸化酵素前駆体活性化系(以下ProPOカスケ-ドと略称)はβー1,3ーグルカン(βG)やペプチドグリカン(PG)により引金をひかれ、最終的にはフェノ-ル酸化酵素(PO)を生じる。近年この系はPOを生じるのみではなく、カビやバクテリアの細胞壁成分を異物として認識し、抗菌性タンパク合成誘導のシグナルを細胞に与えたり、オプソニンや血球細胞の運動能増強活性を持つ物質の産生にも係っていると推測されている。本研究課題では家蚕血液内のProPOカスケ-ドについて主に研究してきたが、ProPOカスケ-ドが異物認識においてはたす役割の重要性を示すには他の昆虫のProPOカスケ-ドについても研究する必要がある。ProPOカスケ-ド研究の第一歩はProPOを簡便に検出・定量する方法を開発し、ProPOを精製することである。マラリヤを媒介する蚊や遺伝的に解析の進んでいるショウジョウバエなど小型の昆虫では小量の出発材料しか得られず、またProPOを活性化する酵素を抽出することが困難などの事情により現在までProPOの精製標品を得ることはできなかった。ProPOがニトロセルロ-ス膜に吸着されるとPO活性を持つようになることを発見し、ニトロセルロ-ス膜を用いてProPOを半定量する方法を考察した。家蚕、ゴキブリ、バッタ、蚊と昆虫類に属する4つの目の昆虫のProPOすべてがニトロセルロ-ス膜で活性化されることが判り、このことからニトロセルロ-ス膜ですべての昆虫のProPOを検出・定量できる可能性が示された。ニトロセルロ-ス膜を使うProPO検出法を用い、蚊のProPOをDEAEーセルロ-ス、ハイドロキシルアパタイト、MonoーQカラムなどで高度に精製することができた。ニトロセルロ-ス膜によるProPO検出法は今後小形昆虫におけるProPOカスケ-ド研究に大いに貢献すると思われる。

研究成果

• [文献書誌] Ashida,M: "The prophenoloxidase cascade in insect immunity" Res.Immunol.141. 908-910 (1990)
• [文献書誌] Brey,P.T.et al: "Use of nitrocellulose membrane to activate and measure insect phenoloxidase." Anal.Biochem.(1991)
• [文献書誌] Yoshida,H.et al: "Purification of peptidoglycan recognition protein of the prophenoloxidase cascade in hemolymph of the silkworm,<Bombyx>___ー <Mori>___ー." J.Biol.Chem.
• [文献書誌] Kinoshita,K.et al: "Immunoーlocalization of peptidoglycan recognition protein in hemolymph of the silkworm,<Bombyx>___ー <Mori>___ー." Tissue and Cell Res.
• [文献書誌] Ashida,M.and Yamazaki,H.I.: "Biochemistry of the Phenoloxidase system in Insects:with Special Referense to its Activation." Molting and Metamorphosis (Ed.by E.Ohnish and H.Ishizaki) Japan Sci,Soc.Press/SPringerーVerlag Berlin.239-265 (1990)