研究課題
病原性細菌の中には生存に必須の鉄を感染宿主に存在する血中ヘモグロビンのヘムから獲得する仕組みを活用しているものがある。ヘム鉄の獲得は、(1) ヘモグロビンから遊離したヘムを菌体外に分泌されたヘモフォアがつかむプロセス (2) 外膜、内膜を膜貫通タンパクを介してヘムが通り抜けるプロセス (3) 細胞質に到達したヘムから鉄を引き抜くプロセスからなる。さらに、鉄は、生存に必須であると同時に活性酸素種の発生を促進してしまうため、菌体内の鉄濃度を適正に保つための仕組みも存在する。本研究では、「胃腸炎の原因細菌の一種であり、通性嫌気性細菌に属するエルシニア菌のヘムならびに鉄の代謝プロセスの全容を解明し、そのプロセスを人為的に狂わせて生育、感染を阻止すること」を目的として本研究を実施した。これまでに、エルシニア菌では、(1) HasAと呼ばれるヘモフォアが、TyrとArgを用いてヘモグロビンからヘムを奪い取っていること (2) これまでに知られているヘムオキシゲナーゼとはアミノ酸配列も大きさも異なるHmuSと呼ばれる酵素によってヘムが好気的にβ-, δ-biliverdin分解されること (3) ヘムの分解に必要な電子は ferredoxin NADP+ reductaseを介してNADPHから供給されること (4) HmuSをコードしている遺伝子近傍にコードされている遺伝子がHmuSによるヘム分解物を還元する機能を持つこと などを明らかにした。現在、本研究で得られたこうした成果をもとに生じた新たな学術的問い、具体的には、(1) ヘムの酸化的分解を抑える可能性のある抗酸化剤やその配糖体の合成を行い、ヘムの取り込みや分解を阻害できるか (2) エルシニア菌は嫌気的環境で如何にヘムを分解して鉄を抽出しているのか などについて検証を行い、深く精密な理解とその知見の社会への還元を目指している。
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Natural Product Communications
巻: 14 ページ: 1-3
https://doi.org/10.1177/1934578X19868396
