1998 Fiscal Year Annual Research Report

歯周病原菌プロテアーゼを標的とした歯周病治療薬の設計と開発

Research Project

Project/Area Number	09357017
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	山本健二九州大学, 歯学部, 教授 (40091326)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	浅尾哲治大鵬薬品工業株式会社, 創薬センター合成研究所, 所長(研究職) 赤峰昭文九州大学, 歯学部, 教授 (00117053) 中西博九州大学, 歯学部, 助手 (20155774)
Keywords	Arg-gingipain / システインプロテアーゼ / 歯周病原性プロテアーゼ / 歯周病治療薬 / プロテアーゼインヒビター / 歯周病ワクチン / Porphyromonas gingivalis / グラム陰性嫌気性細菌
Research Abstract	歯周病の主要な病原性細菌であるPorphyromnas gingivalisは2つのユニークなシステインプロテアーゼ(ペプチド結合の切断の特異性からアルギニン特異的システィンプロテアーゼArg-gingipain(RGP)およびリジン特異的システインプロテアーゼLys-gingipain(KGP)と呼んでいる)を細胞結合型および細胞分泌型の両方で産生している。両酵素は細胞外にあっては、歯周組織を直接破壊したり、宿主の生体防御機構を破壊して歯周病原性発現に寄与していることが明らかにされている。また両酵素は細胞結合型にあっては、栄養源やエネルギー源として必須のアミノ酸の産生や菌体内への取込みおよび血球凝集素活性やヘモグロビン結合活性に重要な役割を果たしていることが示されている。さらにそれぞれの酵素に特有の機能としては、RGPは細胞表層蛋白質や分泌蛋白質のプロセッシングを、KGPは黒色色素産生や歯周局所の出血傾向を担っていることが明らかにされている。そこで本研究では、こうした両酵素の歯周病原性機能の詳細な解明を通じて、これらのプロテアーゼを薬物標的とした創薬研究を進展させてきた。今年度はRGPを標的とした有効な歯周病治療の開発を目指した研究が集中的に行われた。天然ならびに人工の阻害剤の探索を行った結果、ヒト唾液中にRGPに対して阻害活性を示す物質が見いだされ、これがヒスタチンであることが明らかにされた。ヒスタチンによるRGPの阻害は本物質がきわめて良好な基質となり得ることによることが示され、筆者らはRGPによる本物質の切断の特異性を解析した。さらに、その結果に基いて数種類のオリゴペプチドを作成し、RGPに対する阻害活性を調べた。その中からもっとも阻害活性の強いペプチドを選択し、RGPがもつコラーゲン分解能や免疫グロブリン分解能に対する阻害活性を調べた結果、mMオーダー濃度で強い阻害活性を示すことが示された。

Research Products
(16 results)

All Other

All Publications (16 results)

[Publications] Nakayama K.et al: "A hemoglobin receptor protein intragenetically encoded by the cycteine proteinase-encoding genes and the hemagglutinin-encoding gene of Porphyromanas gingivalis." Mol.Microbiol.27. 51-61 (1998)
[Publications] Abe N.,et al: "Biochemical and functional properties of lysine-specific cysteine proteinase (Lys-gingipain)as a virulence factor of Porphyromonas gingivalis." J.Biochem.123. 305-312 (1998)
[Publications] Sastradipura D.F.,et al: "Identification of cellular compartments involved in processing of cathepsin E in primary cultures of rat microglia." J.Neurochem.75. 2045-2056 (1998)
[Publications] Ikeda S., et al: "Rapid degradation of cathepsin E in pre-Golgi compartments after tunicamycin treatment." Dentistry in Japan. 34. 41-43 (1998)
[Publications] Okamoto K.et al: "Involvement of a lysine-specific cysteine proteinase in hemoglobin adsorption and heme accumulation by Porphyromas gingivalis." J.Biol.Chem.273. 21225-21231 (1998)
[Publications] Kadowaki T.,et al: "Arg-gingipain acts as a mujor processing enzyme for various cell surface proteins in Porphyromonas gingivalis." J.Biol.Chem.273. 29072-29076 (1998)
[Publications] Takai,N.et al: "Involvement of caspase-like proteinases in apoptosis of neuronal PC12 cells and primary cultured microglia induced by 6-hydroxydopamine." J.Neurosci.Res.54. 214-222 (1998)
[Publications] Tominaga,K.et al: "Excitotoxin-induced neuronal death is associated with response of an unique intracellular aspartic proteinase cathepsin E." J.Neurochem.71. 2574-2584 (1998)
[Publications] Nakanishi,H.et al: "Hyperexcitability of amygdala neurons of senscence-accelerated mouse P10 revealed by electrophysiological and optical recordings in an in vitro slice preparation." Brain research. 812. 142-149 (1998)
[Publications] 山本健二,その他: "歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalis が産生するシステインプロテアーゼの機能" 炎症. 18. 259-264 (1998)
[Publications] 中西博,山本健二: "神経細胞およびミクログリアのプロテアーゼを介したニューロン死の制御" 日本薬理学雑誌. 112. 77-78 (1998)
[Publications] 右田啓介,その他: "バソプレシンによる最後野から弧束核への神経調節" 日本薬理学雑誌. 112. 148-152 (1998)
[Publications] Yamamoto,Y.et al: "Expression of NMDA-receptor dependent long-term potentiation in the neostriatal neurons in an in vitro slice after ethanol withdrawal of the rat." Neuriscience. in press. (1999)
[Publications] Fukuda,T.et al: "Novel non-apoptotic morphological changes in neurons of the mouse hippocampus following transient hypoxic-ischemia." Neurosci.Res.in press. (1999)
[Publications] Wang,H.-D.et al.: "Differential effect of Bcl-2 overexpression on hippocampal CAI neurons and dentate granule cells following hypoxic-isochemia in the adult mice." J.Neurosci.Res.in press. (1999)
[Publications] Nakanishi H.,and Yamamoto K.: "Cathepsin E in the central nervous system.Aspartic Proteinases (Ed:James M.N.G.)" Plenum Press,New York, 213-217 (1998)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

歯周病原菌プロテアーゼを標的とした歯周病治療薬の設計と開発

Principal Investigator

山本 健二 九州大学, 歯学部, 教授 (40091326)

Research Products

[Publications] Nakayama K.et al: "A hemoglobin receptor protein intragenetically encoded by the cycteine proteinase-encoding genes and the hemagglutinin-encoding gene of Porphyromanas gingivalis." Mol.Microbiol.27. 51-61 (1998)

[Publications] Abe N.,et al: "Biochemical and functional properties of lysine-specific cysteine proteinase (Lys-gingipain)as a virulence factor of Porphyromonas gingivalis." J.Biochem.123. 305-312 (1998)

[Publications] Sastradipura D.F.,et al: "Identification of cellular compartments involved in processing of cathepsin E in primary cultures of rat microglia." J.Neurochem.75. 2045-2056 (1998)

[Publications] Ikeda S., et al: "Rapid degradation of cathepsin E in pre-Golgi compartments after tunicamycin treatment." Dentistry in Japan. 34. 41-43 (1998)

[Publications] Okamoto K.et al: "Involvement of a lysine-specific cysteine proteinase in hemoglobin adsorption and heme accumulation by Porphyromas gingivalis." J.Biol.Chem.273. 21225-21231 (1998)

[Publications] Kadowaki T.,et al: "Arg-gingipain acts as a mujor processing enzyme for various cell surface proteins in Porphyromonas gingivalis." J.Biol.Chem.273. 29072-29076 (1998)

[Publications] Takai,N.et al: "Involvement of caspase-like proteinases in apoptosis of neuronal PC12 cells and primary cultured microglia induced by 6-hydroxydopamine." J.Neurosci.Res.54. 214-222 (1998)

[Publications] Tominaga,K.et al: "Excitotoxin-induced neuronal death is associated with response of an unique intracellular aspartic proteinase cathepsin E." J.Neurochem.71. 2574-2584 (1998)

[Publications] Nakanishi,H.et al: "Hyperexcitability of amygdala neurons of senscence-accelerated mouse P10 revealed by electrophysiological and optical recordings in an in vitro slice preparation." Brain research. 812. 142-149 (1998)

[Publications] 山本健二,その他: "歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalis が産生するシステインプロテアーゼの機能" 炎症. 18. 259-264 (1998)

[Publications] 中西博,山本健二: "神経細胞およびミクログリアのプロテアーゼを介したニューロン死の制御" 日本薬理学雑誌. 112. 77-78 (1998)

[Publications] 右田啓介,その他: "バソプレシンによる最後野から弧束核への神経調節" 日本薬理学雑誌. 112. 148-152 (1998)

[Publications] Yamamoto,Y.et al: "Expression of NMDA-receptor dependent long-term potentiation in the neostriatal neurons in an in vitro slice after ethanol withdrawal of the rat." Neuriscience. in press. (1999)

[Publications] Fukuda,T.et al: "Novel non-apoptotic morphological changes in neurons of the mouse hippocampus following transient hypoxic-ischemia." Neurosci.Res.in press. (1999)

[Publications] Wang,H.-D.et al.: "Differential effect of Bcl-2 overexpression on hippocampal CAI neurons and dentate granule cells following hypoxic-isochemia in the adult mice." J.Neurosci.Res.in press. (1999)

[Publications] Nakanishi H.,and Yamamoto K.: "Cathepsin E in the central nervous system.Aspartic Proteinases (Ed:James M.N.G.)" Plenum Press,New York, 213-217 (1998)

山本健二九州大学, 歯学部, 教授 (40091326)