ウエルシュ菌α毒素とG蛋白質の関連性に対する生化学的手法と遺伝子操作により解析

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05670271
• 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) ; 永浜 政博 徳島文理大学, 薬学部, 助教授 (40164462)
• キーワード: ウエルシュ菌 / α毒素 / ホスフォリパーゼC / ホスフォリパーゼD / リン脂質代謝 / 部位特異変異法 / ヒスチジン / 溶血作用

研究概要

ウエルシュ菌α毒素の作用機構について、細胞内情報伝達系との関連から検討した。α毒素の溶血活性の初期ステップは、本毒素の酵素活性によって、最初、赤血球膜のリン脂質が分解され、その刺激がGタンパク質を介して赤血球膜の内因性ホスフォリパーゼCを活性化、この結果、リン脂質代謝が亢進、この影響を受け、ホスフォリパーゼDも活性化され、一連の代謝系が亢進する過程と推察される。
α毒素内のHis残基を部位特異変異法に中性アミノ酸に置換し、その役割をα毒素の構造と機能の観点から検討した。α毒素は、強固に結合している2個の亜鉛と弱く結合している一個の二価金属イオン(亜鉛、Co^<2+>,Mn^<2+>など)を有する。強固に結合している2個の亜鉛の中の一番目の亜鉛は、11位のHis残基と結合し、N-末端領域と共に毒素タンパク質の内部に埋め込まれた状態で存在し、毒素の構造維持に、さらに、二番目の亜鉛は、148位のHis残基と非常に強く結合し、リン酸エステルを切断する過程、すなわち、触媒部位において重要な動きをしている。次に、弱い結合で保持されている金属イオンは、68、126、そして、136位のHis残基でリガンドされており、この金属は、基質、すなわち、リン脂質との結合に重要な役割を演じている。

研究成果

• [文献書誌] J.Sakurai,S.Dchi and H.Tanaka: "Regulation of clostridium perfringens alpha-toxin-actiuated phospholipase C in rabbit erythrocyte membranes." Infect.Immun.62. 717-721 (1994)
• [文献書誌] M.Nagahama,H.Iida,E.Nishioka,K.Okamoto and J.Sakurai: "Roles of the carboty-termiral region of clostridium perfringens alpha toxin." FEMS Microbiol.Lett.120. 297-302 (1994)
• [文献書誌] 櫻井純,永浜政博,越智定幸: "ウエルシュ菌α毒素の作用" 日本細菌学雑誌. 49. 719-736 (1994)
• [文献書誌] M.Nagahama and J.Sakurai: "Effect of drugs acting on the central neruous system on the lethality in mice of clostridium perfringens epsilon toxin." Toxicon. 31. 427-435 (1993)
• [文献書誌] M.Nagahama,H.Iida and J.Sakurai: "Effect of clostridium perfringens epsilon toxin on rat isolated aorta." Microbiol.Immunol.37. 447-450 (1993)
• [文献書誌] J.Sakurai,S.Dchi and H.Tanaka: "Evidence for coupling of Clostridiuum peringens-alpha toxin-induced hemohysis to stimulated phosphatidic acid formation in rabbit erythrocytes." Infect.Immun.61. 3711-3718 (1993)
• [文献書誌] 櫻井純: "イラストレイテッド微生物学" 南山堂, 350 (1993)