歯周病病原菌由来ペプチド分解酵素に関する構造機能相関研究

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25462872
• 研究機関: 岩手医科大学
• 研究代表者: 阪本 泰光 岩手医科大学, 薬学部, 助教 (00349036)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 構造生物学 / 抗菌薬 / ペプチダーゼ / 結晶構造解析

研究実績の概要

歯周病は、世界で最も患者数の多い感染症と言われ、日本では80％以上、アメリカでは60％以上が罹患しているとされる。さらに、歯を失うほどの深刻な歯周炎に35歳～44歳の成人の15～20％が罹患している。慢性歯周炎菌P. gingivalis, 根尖性歯周炎菌P. endodontalisは糖を代謝せず、タンパク質やペプチドをエネルギー源として利用していることが知られている。近年、P. gingivalis、P.endodontalisの細胞壁のペリプラズムに共通して存在するClan PA S46に属する酵素がペプチドを内膜のペプチドトランスポータによって輸送されやすい形であるジペプチドに分解していていることが明らかとなった。本研究では、歯周病菌のジペプチド代謝経路に重要な、S46ファミリーに属するDPP7、DPP11の構造生物学的研究を行った。
研究2年目には、多剤耐性菌S. maltophilia の類縁菌であるPseudoxanthomonas mexicana WO24由来DAP BII(微生物DPP7)の触媒残基変異体と基質複合体（7種）の立体構造を決定し、DAP BIIの基質認識機構と反応機構を解明した（Acta Crystallogr. 1報、Sci. Rep. 2報）。DAP BIIの立体構造とPeDPP7やPgDPP7のアミノ酸配列比較から微生物DPP7の基質認識に関わるアミノ酸が保存されていることを明らかにした。
最終年度には、歯周病菌P. gingivalis由来DPP11の立体構造を決定し、DAP BII(微生物DPP7)とのサブサイトS1の比較解析から、Clan PA S46酵素の基質認識機構を提唱した(Acta Crystallogr. 1報、Sci. Rep.1報）。

研究成果

• [雑誌論文] Structural and mutational analyses of dipeptidyl peptidase 11 from Porphyromonas gingivalis reveal the molecular basis for strict substrate specificity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y, Suzuki Y, Iizuka I, Tateoka C, Roppongi S, Fujimoto M, Inaka K, Tanaka H, Yamada M, Ohta K, Gouda H, Nonaka T, Ogasawara W, Tanaka N.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 87 ページ: 11151
  • DOI: 10.1038/srep11151
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] [Structures and functions of novel exopeptideses involved in peptide metabolism]. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Y, Nonaka T
  • 雑誌名: 生化学 巻: 6 ページ: 762-765
  • DOI: doi:10.14952/SEIKAGAKU.2015.870762
  • 査読あり
• [学会発表] 歯周病菌由来酸性アミノ酸特異的DPP（ジペプチジルペプチダーゼ）の構造生物学的研究（ (2016)
  • 著者名/発表者名: 六本木沙織、鈴木義之、飯塚一平、舘岡千佳、藤本真友、伊中浩治、田仲広明、太田和敬、山田貢、合田浩明、野中孝昌、小笠原渉、田中信忠、阪本泰光
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-03-28
• [学会発表] 歯周病菌由来DPP11の構造生物学的研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 六本木沙織、鈴木義之、飯塚一平、伊中浩治、田仲広明、太田和敬、山田貢、小笠原渉、田中信忠、野中孝昌、阪本泰光
  • 学会等名: 2015 量子ビームサイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] Structural and mutational studies of dipeptidyl peptidase 11 from Porphyromonas gingivalis (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪本泰光、鈴木義之、飯塚一平、舘岡千佳、六本木沙織、藤本真友、伊中浩治、田仲広明、太田和敬、山田貢、合田浩明、野中孝昌、小笠原渉、田中信忠
  • 学会等名: 9th General Meeting of The International Proteolysis Society
  • 発表場所: ペナン、マレーシア
  • 年月日: 2015-10-07
  • 国際学会
• [学会発表] First structure of Family S46 peptidase reveal exo-peptidase activity in Clan PA peptidases (2015)
  • 著者名/発表者名: 飯塚一平、阪本泰光、鈴木義之、舘岡千佳、六本木沙織、藤本真友、伊中浩治、田仲広明、正木美佳、太田和敬、岡田宏文、野中孝昌、森川康、中村和郎、小笠原渉、田中信忠
  • 学会等名: 9th General Meeting of The International Proteolysis Society
  • 発表場所: ペナン、マレーシア
  • 年月日: 2015-10-05
• [学会発表] Clan PA S46ファミリーに属するDAP BIIの結晶構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 飯塚一平、鈴木義之、館岡千佳、六本木沙織、藤本真友、伊中浩治、田仲広明、太田和敬、岡田宏文、野中孝昌、森川康、中村和郎、小笠原渉、田中信忠、阪本泰光
  • 学会等名: 第54回日本薬学会東北支部大会
  • 発表場所: 矢巾町
  • 年月日: 2015-09-26