新規ジペプチジルペプチダーゼ酵素群の発現と細胞内分布の解析

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25462894
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 根本 優子 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10164667)
• 研究分担者: 根本 孝幸 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (90164665) ; 木村 重信 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (10177917)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ペプチダーゼ / 嫌気性菌 / 糖非発酵性細菌 / 歯周病 / 口腔細菌

研究実績の概要

平成25年度に引き続き，我々が発見した新規ジペプチジルペプチダーゼ(DPP)11，および関連DPPの構造と機能，細胞内外での局在性，およびそれらの病原性の解明を目指して解析を行った。さらに，口腔細菌感染症である歯周病と感染根幹の起炎菌である嫌気性糖非発酵性細菌Porphyromonas gingivalis (Pg)，およびPorphyromonas endodontalis (Pe)のエンドペプチダーゼ活性とDPP活性を比較検討した。その結果，これまで真菌でのみ見出されていたDPP5がPgで発現しており，DPP5は主にペリプラズムに局在することを見出した。真性細菌であるPgのDPP5遺伝子配列が明らかになったことにより，DNA配列の相同検索他の検討からDPP5は細菌，古細菌，および真核生物に広く分布する酵素であることを明らかにした。PeゲノムDNAの解析から，本菌のDPP5およびDPP7の遺伝子配列を決定した。また，Pe菌株は検討したいずれのPg臨床分離株よりもDPP4, DPP5, DPP7, およびDPP11の活性が有意に高いこと，DPP5とDPP7は共に疎水性アミノ酸およびアラニン(Ala)残基特異性を示すものの，Pe菌体が示す高いLys-Ala-MCA分解活性はDPP7ではなく主にDPP5活性によること，PeDPP5はPgDPP5に比べて高い酵素学的パラメーター(kcat, Km)を持つこと，また，PeDPP7は機能未知のC末端配列を持つことなどを見出し報告した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

DPP11に加えて，DPP5が細菌で発現し機能していることを世界で初めて示した。また，4種類のDPP分子は主にペリプラズムに局在することを初めて明らかにした。

今後の研究の推進方策

P. gingivalis DPPの検討から新規のペプチダーゼ活性が存在する可能性を見出しており，該当分子の同定を進める。PgDPPの病原性や全身疾患との関連について検討を進め，さらにP. gingivalis以外の細菌のDPPについての知見の集積を計る。

次年度使用額が生じた理由

永年使用機器（高速液体クロマトグラフィーシステム）の保守費用を確保するため。

次年度使用額の使用計画

機器保守費用150,000円

研究成果

• [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, S.M.A., Naito, M., Yanase, A., Tetsuo, F., Ono, T., Kobayakawa, T., Shimoyama, Y., Kimura, S., Nakayama, K., Saiki, K., Konishi, K., and Nemoto, T.K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 ページ: 5436-5448
  • DOI: 10.1074/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] 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, T.T., Hoshino, T., Fujiwara, T., Shimoyama, Y., Kimura, S., and Nemoto, T.K.
  • 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
• [学会発表] Mechanism on oligomer-monomer transition of a novel oligopeptidase from periodontopathic bacterium. (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
  • 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
  • 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
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [備考] 長崎大 歯周病細菌で原核生物では初のDPP5を発見
  • URL: http://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/about/info/science/science71.html