昆虫の液性及び細胞性生体防御反応におけるプロテアーゼカスケードの役割

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13143201
• 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, 教授 (50012422)
• 研究分担者: 落合 正則 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (10241382) ; 片桐 千仭 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (90002245) ; 早川 洋一 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (50164926)
• キーワード: 自然免疫 / 生体防御 / 異物認識 / プロテアーゼカスケード / リポホリン / フェノール酸化酵素前駆体活性化系 / サイトカイン / Growth-blocking peptide

研究概要

本年度の研究実績は下記の4項目に要約される。
1.フェノール酸化酵素前駆体カスケード(proPOカスケード)を構成する因子の一つであるプロテアーゼ前駆体(factor S)の活性型(factor S^*)を精製した。factor S^*の基質を探索した結果、この因子はカスケードの分枝点に位置している可能性が高いことが示された。カイコとショウジョウバエでproBAEEase遺伝子がノックダウンされている系統の作出のための共同研究を開始した。
2.proPOカスケードが細菌細胞壁成分であるペプチドグリカンで活性化する際、ペプチドグリカン認識蛋白質とペプチドグリカンの複合体にグラム陰性菌結合蛋白質が結合し、ペプチドグリカン活性化経路が発動することを証明した。
3.リポポリサッカライド(LPS)によるproPOカスケードの活性化の検証は、血液中に存在するリポホリンの影響を評価してこなかったために未だ明確な答が出ていない。家蚕血液から、proPOカスケードを保持しているがリポホリンを含まない面分を得る方法を確立した。この画分を用いてLPSがproPOカスケードの引き金を引くか否かの検証を行っている。
4.Growth-blocking peptide (GBP)は、昆虫体内で多様な生理機能を担うアミノ酸25残基からなるサイトカインである。今年度は、ニクバエのGBP活性様ペプチドの構造決定に成功し、その相同ペプチドをショウジョウバエのゲノムデーターベースから数種類同定した。この中の1遺伝子が実際にショウジョウバエ生体内でも発現していることを確認し、この遺伝子の形質転換体の作成に着手した。現在、強制発現形質体の確立に成功し、そのphenotypeの解析を進めている。

研究成果

• [文献書誌] Matsumoto, H.: "Cause of mortality in insects under severe stress"Eur.J.Biochem.. 270. 3469-3470 (2003)
• [文献書誌] Uryu, M.: "Enhanced expression of genes in the larval brains of Mamestra brassicae under short day length or by feeding or L-Dopa"Eur.J.Entomol.. 33. 245-250 (2003)
• [文献書誌] Tanaka, K.: "Expression of polydnavirus genes in insect hemocyte and Sf9 culture cells"J.Insect Physiol.. 49. 433-440 (2003)
• [文献書誌] Noguchi, H.: "Isolation and characterization of a dopa decarboxylase cDNA and the induction of its expression by an insect cyrokine, growth-blocking peptide in Pseuadaletia separata"Insect Biochem.and Mol.Biol.. 33. 209-217 (2003)
• [文献書誌] Tada, M.: "Role of aromatic residues in the structure and biological activity of the small cytokine, growth-blocking peptide (GBP)"J.Biol.Chem.. 278. 10778-10783 (2003)
• [文献書誌] Kogure, H.: "Effect of saccharides on the fibrinogen-fibrin conversion by thrombin"Trans.MRS-J. 28. 949-952 (2003)
• [文献書誌] Matsumoto, Y.: "Insect cytokine, growth-blocking peptide, triggers off a termination system of cellular immunity by inducing its binding protein"J.Biol.Chem.. 278. 38579-38585 (2003)
• [文献書誌] Takahashi H.: "Direct observation of the crystallization of fat in a Drosophila fly body by small- and wide-angle X-ray scattering"J.Appl.Crystal.. 36. 545-548 (2003)
• [文献書誌] Kodama M.: "Estimation of interlamellar water molecules in sphingomyelin bilayer systems as studied by DSC and X-ray diffraction."Thermochimica Acta. (in press). (2004)