歯周病原性細菌における新規ペプチド分解機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24592809
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 根本 孝幸 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (90164665)
• 研究分担者: 根本 優子 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10164667) ; 伊藤 潔 摂南大学, 薬学部, 教授 (50201926) ; 馬場 友巳 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (60189727) ; 小早川 健 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 技術職員 (10153587)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ジペプチジルペプチダーゼ / 歯周病原性細菌 / Porphyromonas gingivalis / オリゴペプチダーゼ / DPP11 / DPP5 / アシルアミノペプチダーゼ / アシルオリゴペプチジルペプチダーゼ

研究実績の概要

歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalisではエンドペプチダーゼであるジンジパインの研究が先行しており、細胞外ペプチドの最終分解過程を司るエキソペプチダーゼに関する研究は少ない。それでも2001年までにはジペプチジルペプチダーゼ（DPP）4、DPP7、プロリルトリペプチダーゼA(PtpA)が明らかとなっていた。私たちは2011年に、酸性アミノ酸特異的な新規DPP、DPP11を発見し、この謎の一端を明らかにした。その結果から、さらに歯周病原性細菌にはまだ未知のDPPやエキソペプチダーゼが発現しており、全ての種類の配列のペプチドを分解することによって、限定栄養条件での生存を可能にしていると考えるに至った。そこで、既存のペプチダーゼでは分解できないペプチド結合を念頭に置き、新規ペプチダーゼを同定することを目的とした。
3DPP遺伝子破壊株を作成した所、疎水性アミノ酸特異的なジペプチド産生能が残った。DPP様構造を有する遺伝子を大腸菌発現したところ、PGN_0756がほぼこの残存活性を示した。本酵素は従来コウジ菌などにのみ分布するとされてきたDPP5のオルソログであった。
さらにDPP5遺伝子も破壊したところ、Met-Leu遊離活性が誘導された。検討の結果、疎水性アミノ酸を好む新規ペプチダーゼであった。本分子はジペプチドとトリペプチドを遊離し、しかも、N末ブロックペプチドを効率よく分解した。従来いかなる種でも知られていない新規酵素であり、アシルオリゴペプチジルペプチダ-ゼと命名した。本酵素はDPPが利用できないN末修飾ペプチドから非修飾末端を生じさせるたるために重要だと考えられる。
総合すると歯周病原性細菌は従来考えられていたよりも、特異性の異なる多数のエキソペプチダーゼが発現しており、細胞外ポリペプチドを余すところなく利用していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of dipeptidyl-peptidase (DPP)5 and DPP7 in Porphyromonas endodontalis, distinct from those in Porphyromonas gingivalis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimata H, Ohara-Nemoto Y, Baba TT, Hoshino T, Fujiwara T, Shimoyama Y, Kimura S, Nemoto TK.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e114221
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0114221
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of prokaryotic dipeptidyl-peptidase 5 from Porphyromonas gingivalis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohara-Nemoto Y, Rouf SM, Naito M, Yanase A, Tetsuo F, Ono T, Kobayakawa T, Shimoyama Y, Kimura S, Nakayama K, Saiki K, Konishi K, Nemoto TK.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 ページ: 5436-5448
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.527333 jbc.M113.527333
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Co-overexpression of cortactin and CRKII increases migration and invasive potential in oral squamous cell carcinoma (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Yanamoto S, Rokutannda S, Miyakoshi M, Naruse T, Kawakita A, Kawasaki G, Nemoto TK, Umeda M
  • 雑誌名: J Oral Maxillofac Surg Med Pathol 巻: 26 ページ: 14-21
  • DOI: 10.1016/j.ajoms.2012.11.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A bone substitute with high affinity for vitamin D-binding protein-relationship with niche of osteoclasts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikeda T, Kasai M, Tatsukawa E, Kamitakahara M, Shibata Y, Yokoi T, Nemoto TK, Ioku K.
  • 雑誌名: J. Cell. Mol. Med. 巻: 18 ページ: 170-180
  • DOI: 10.1111/jcmm.12180
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 新規ジペプチジルペプチダーゼと歯周病原性細菌のタンパク質分解・ 取り込み機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本孝幸
  • 雑誌名: 発酵研究所助成研究報告集 IFO Research Communications 巻: 28 ページ: 21
• [学会発表] Laminins 411 and 421 differentially promote tumor cell migration via alpha6beta1 integrin and MCAM. (2015)
  • 著者名/発表者名: 石河太知，下山佑，根本優子，佐々木実，木村重信
  • 学会等名: 第88回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 岐阜市
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] 歯周病原性細菌の新規オリゴペプチダーゼの基質特異性と分子集合解離機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本孝幸，小野俊雄，下山佑，木村重信，根本優子
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館・グランドプリンスホテル京都（京都市）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [学会発表] 歯周病原性細菌の新規オリゴペプチダーゼ：基質特異性と分子集合性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本孝幸，根本優子，小野俊雄，下山佑，木村重信
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] SLPIによるPorphyromonas gingivalisに対する感染抑制作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下山佑，石河太知，根本優子，根本孝幸，佐々木実，木村重信
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27