歯周病原因子分泌機構の新奇二成分制御系とECFシグマ因子による二重制御

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22659332
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 形態系基礎歯科学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 中山 浩次 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (80150473)
• 連携研究者: 筑波 知子 (門脇 知子) 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (70336080) ; 内藤 真理子 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (20244072) ; 庄子 幹郎 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (10336175) ; 佐藤 啓子 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (70410579) ; 雪竹 英治 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 技術職員 (30380984)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 遺伝子 / 発現調節 / 二成分制御系 / シグマ因子 / 歯周病

研究概要

歯周病原性細菌P. gingivalisにおける病原性プロテアーゼ・アドへジン(付着因子)の膜輸送・分泌の調節機構の解明を目的として解析を行った。P. gingivalisの分泌・膜輸送に障害が起こると、病原性因子であるプロテアーゼや血球凝集素など付着因子が分泌されなくなる。このような表現型を示す遺伝子変異株12個のうち、2個は二成分制御系をコードする遺伝子の変異株と考えられた。二成分制御系は細菌における環境センシングとそれに基づく代謝の制御を行なう機構であり、環境状態を認識するセンサーキナーゼと下流のイベントを調節するレスポンスレギュレーターで構成される。本研究では、遺伝子porXとporYについて、組換えタンパク質を作製し、機能を調べたところ、PorYは自己リン酸化を起こし、PorY上のリン酸基は時間依存性にPorXに転移されることがわかった。PorYとPorXの相互作用はBIA-CORE生体分子相互作用解析装置によっても確認され、両者が二成分制御系を構成することが示された。さらに外界に反応して転写を調節するECF(Extracytoplasmic function)σ因子と考えられるPGN0274遺伝子変異株も、これら分泌装置遺伝子の転写が起こらず、プロテアーゼ・アドへジンの分泌障害を示すことがわかった。しかし、PorX-YシステムとPGN0274は独立した経路に位置することが示唆された。このことは、本菌の病原性因子分泌機構が、多重制御を受けて、巧みに調節されていることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Suppression of RANKL-dependent heme oxygenase-1 is required for high mobility group box 1 release and osteoclastogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakai E, Shimada-Sugawara M, Nishishita K, Fukuma Y, Naito M, Okamoto K, Nakayama K, Tsukuba T
  • 雑誌名: J Cell Biochem 巻: 113 ページ: 486-498
• [雑誌論文] Por secretion system-dependent secretion and glycosylation of Porphyromonas gingivalis hemin-binding protein 35 (2011)
  • 著者名/発表者名: Shoji M, Sato K, Yukitake H, Kondo Y, Narita Y, Kadowaki T, Naito M, and Nakayama K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 ページ: e21372
• [雑誌論文] Characterisation of the Porphyromonas gingivalis conjugative transposon CTnPg1 : determination of the integration site and the genes essential for conjugal transfer (2011)
  • 著者名/発表者名: Naito M, Sato K, Shoji M, Yukitake H, Ogura Y, Hayashi T and Nakayama K
  • 雑誌名: Microbiology-SGM 巻: 157 ページ: 2022-2032
• [雑誌論文] Effects of non-iron metalloporphyrins on growth and gene expression of Porphyromonas gingivalis (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukitake H, Naito M, Sato K, Shoji M, Ohara N, Yoshimura M, Sakai E and Nakayama K.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 55 ページ: 141-153
• [雑誌論文] A protein secretion system linked to bacteroidete gliding motility and pathogenesis (2010)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Naito M, Yukitake H, Hirakawa H, Shoji M, McBride MJ, Rhodes RG, and Nakayama K
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 107 ページ: 276-281
• [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis peptidoglycans induce excessive activation of the innate immune system in silkworm larvae (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishii K, Hamamoto H, Imamura K, Adachi T, Shoji M, Nakayama K, and Sekimizu K.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 33338-33347
• [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis mutant defective in a putative glycosyltransferase exhibits defective biosynthesis of polysaccharide portions of lipopolysaccharide, decreased gingipain activities, strong autoaggregation and increased biofilm formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Sato K, Yukitake H, Noiri Y, Ebisu S, and Nakayama K
  • 雑誌名: Infect Immun 巻: 78 ページ: 3801-3812
• [雑誌論文] Tetratricopeptide repeat protein-associated proteins contribute to the virulence of Porphyromonas gingivalis (2010)
  • 著者名/発表者名: Kondo Y, Ohara N, Sato K, Yoshimura M, Yukitake H, Naito M, Fujiwara T, and Nakayama K
  • 雑誌名: Infect Immun 巻: 78 ページ: 2846-2856
• [雑誌論文] Characterization of hemin-binding protein 35(HBP35) in Porphyromonas gingivalis : its cellular distribution, thioredoxin activity and role in heme utilization (2010)
  • 著者名/発表者名: Shoji M, Shibata Y, Shiroza T, Yukitake H, Peng B, Chen Y-Y, Sato K, Naito M, Abiko Y, Reynolds EC, and Nakayama K
  • 雑誌名: BMC Microbiol 巻: 10 ページ: 152
• [雑誌論文] Neutralization of toxic haem by Porphyromonas gingivalis haemoglobin receptor (2010)
  • 著者名/発表者名: Nhien NT, Huy NT, Naito M, Oida T, Uyen DT, Huang M, Kikuchi M, Harada S, Nakayama K, Hirayama K, and Kamei K
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 147 ページ: 317-325
• [雑誌論文] Recombinant Porphyromonas gingivalis FimA preproprotein expressed in Escherichia coli is lipidated and a mature/ processed recombinant FimA protein forms a short filament in vitro (2010)
  • 著者名/発表者名: Shoji M, Yoshimura A, Yoshioka H, Takade A, Takuma Y, Yukitake H, Naito M, Hara Y, Yoshida S, and Nakayama K
  • 雑誌名: Can J Microbiol 巻: 56 ページ: 959-967
• [雑誌論文] Hemmaglutinin/ adhesion domains of Porphyromonas gingivalis play key roles in coaggregation with Treponema denticola (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito R, Ishihara K, Shoji M, Nakayama K, and Okuda K.
  • 雑誌名: FEMS Immunol Med Microbiol 巻: 60 ページ: 251-260
• [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis cell-induced hemagglutination and platelet aggregation (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K
  • 雑誌名: Periodontol 2000 巻: 54 ページ: 45-52
• [学会発表] A novel protein secretion system, Por secretion system in periodontal pathogens (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011
  • 発表場所: Congress in Sapporo
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Genome analysis and a novel secretion system of the periodontal pathogen Porphyromonas gingivalis (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K
  • 学会等名: 日本学術振興会・中国国家自然科学基金委員会主催第3回日中科学フォーラム
  • 発表場所: 武漢,中国
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 比較ゲノム解析から発見されたグラム陰性細菌の新規タンパク分泌機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山浩次
  • 学会等名: 第4回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20100000
• [産業財産権] 口腔細菌の迅速検出法 (2011)
  • 発明者名: 吉村満美子、中山浩次、大原直也、竹原直道、吉田明弘
  • 権利者名: 国立大学法人長崎大学
  • 産業財産権番号: 特許,特許4792585号
  • 取得年月日: 2011-08-05