口腔病原性細菌の菌体表層多糖合成機構を標的とした新規抗生剤の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12557186
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 山下 喜久 日本大学, 歯学部, 教授 (20192403)
• 研究分担者: 中野 善夫 九州大学, 大学院・歯学研究院, 助教授 (80253459) ; 高橋 富久 日本大学, 歯学部, 助教授 (40246905)
• キーワード: 齲蝕細菌 / 歯周病細菌 / 細胞壁多糖 / 薬剤耐性

研究概要

Actinobacillus actinomycetemcomitans (A.a.)の血清型a-e型の菌株の中でもa型の莢膜様多糖抗原は通常の生物にはほとんど認められない6-deoxy-D-taloseを含むことが特徴である。そこで、6-deoxy-D-taloseが多糖体に取り込まれるための前駆体となるGDP-6-deoxy-D-talose合成に関与する遺伝子を血清型a型のA.a.SUNYaB75株の染色体遺伝子より検索し、Yersinia pseudotuberculosisのgmd遺伝子およびPseudomonas aeruginosaのrmd遺伝子と相同性の高い2つのORFをクローニングし、それぞれのORFがGDP-mannoseからGDP-6-deoxy-D-taloseの合成に関与するGDP-D-mannose 4,6-dehydrataseならびにGDP-keto-6-deoxy-D-mannose reductaseをコードしていることを明らかにした。
さらに、血清型a, c, d型の菌株についてはdouble cross overの相同的組み換えによって目的の遺伝子を挿入失活することができるようになった。そこで、糖鎖抗原合成に関与する遺伝子群を標的とした挿入失活を行い、血清型a, c, d型莢膜様多糖抗原を失った変異株の作製に成功した。さらに、これらの変異株のエリスロマイシン、バシトラシン、バンコマイシンに対する薬剤耐性を調べたところ、いずれの変異株もバシトラシンおよびバンコマイシンに対する感受性が僅かに高まっていた。このことから、莢膜様多糖抗原が薬剤耐性に何らかの影響を及ぼしていると考えられ、本糖鎖抗原の生合成を阻害することで、薬剤感受性を高めて、低い抗生剤濃度でもA.a.の発育を阻止できる可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Shibata, Y., Yamashita, Y, Oaki, K., Nakano, Y., Koga, T.: "Expression and characterization of streptococcal rgp gene required for rhamnan synthesis in Escherichia coli"Infection and Immunity. 70・6. 2891-2898 (2002)
• [文献書誌] Tsuda, H., Yamashita, Y., Shibata, Y., Nakano, Y., Koga, T.: "Genes involved in bacitracin resistance in Streptococcus mutans"Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 46・12. 3756-3764 (2002)
• [文献書誌] Suzuki, N., Nakano, Y, Yoshida, Y, Nezu, T., Terada, Y., Yamashita, Y, Koga, T.: "Guanosine diphosphate-4-keto-6-deoxy-D-mannose reductase in the pathway for the synthesis of GDP-6-deoxy-D-talose in Actinobacillus actinomycetemcomitans"European Journal of Biochemistry. 269・23. 5963-5971 (2002)
• [文献書誌] Oaki, K., Shibata, Y., Yamashita, Y, Nakano, Y., Tsuda, H., Koga, T.: "A novel mechanism for glucose side-chain formation in rhamnose-glucose polysaccharide synthesis"FEBS Letters. 532. 159-163 (2002)