1999 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 Institution	Kyushu University
Principal Investigator	山本健二九州大学, 歯学部, 教授 (40091326)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	浅尾哲次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, 助教授 (20155774)
Keywords	歯周菌 / Porphyromonas gingivalis / 歯周病原性プロテアーゼ / Agr-gingipain / Lys-gingipain / システインプロテアーゼ / インヒビター / 歯周病治療薬
Research Abstract	歯周病の主要な病原性細菌であるPorphyromonas gingivalisは2つのユニークなシステインプロテアーゼ[Arg-gingipain(RGP)およびLys-gingipain(KGP)]を産生している。これらの酵素はいずれも膜結合型および分泌型の両方で存在する。いずれの酵素も、細胞外にあっては、宿主蛋白質の分解を通じて歯周病原性を発揮するとともに、本菌の発育増殖に必須のアミノ酸・ペプチドやヘムの獲得に寄与している。一方、菌体にあっては、本菌の血球擬集活性やヘモグロビン結合活性を担うとともに、菌体表層蛋白質や分泌蛋白質の輸送やプロセシングに中心的な役割を果たしている。本研究は、こうしたRGPおよびKGPの歯周病原性に基づいて、これらを標的とする新たな治療薬の設計・開発を目的としたものである。昨年度の研究から、RGPによる蛋白基質のぺプチド結合切断の特異性に基づいて約10種類のオリゴペプチドが作製された。その中でトリペプチドから成るKYT-1はRGPに対しては最も強い阻害活性(IC_<50>=8.4x10^<-10>)を示し、哺乳動物由来のシステインプロテアーゼであるカテプシンB、LおよびHに対しては弱い阻害活性しか示さなかった。また、本菌の産生するKGPに対してもほとんど阻害活性を示さず、きわめて特異性の高い阻害剤であることが明らかとされた。また、KYT-1は、ヒトタイプIコラーゲン、タイプIVコラーゲン、免疫グロブリン(IgGやIgA)、およびα2-マクログロブリンなどのRGPによる分解を強く抑制した。一方、RGPは好中球のもつ食菌作用を強く阻害することが知られているが、KYT-1はこのRGPによる好中球傷害活性も強く抑制した。さらに、本研究では、P.gingivalisの培養上清がヒト歯肉線維芽細胞を強く傷害し、細胞死を誘導することを明らかにした。この細胞死はKYT-1を共存させることによって強く抑制されることも示された。これらの結果は、RGP遺伝子を欠損させた変異株(rgpA rgpB二重変異株やrgpA rgpB kgp三重変異株)を用いた実験結果とよく一致しており、RGPがもつ歯周病原性を明確に示したものである。したがって我々は、RGPの阻害剤として今回新規に開発したKYT-1が歯周病に対して有効な薬物となり得る可能性を示唆することができた。

Research Products

(10 results)

All Other

All Publications (10 results)

[Publications] Tanabe,K,et al: "A predominanl apoptotic death pathway of neuronal PC12 cells induced by acnbvated microglia is displaced by a non-apoptotic death pathway following blockage of caspase-3-dependent cascade."J.Biol,Chem.. 274. 15725-15731 (1999)
[Publications] Shi,Y,et al: "Genetic ana;yses of proteolysis,hemoglobin binding, and hemagglutination of Porphyromonas gingivalis,Construction of mutants with a ombination of rgpA,rgpB,kep,and hagA,"J.Biol,Chem.. 274. 17955-17960 (1999)
[Publications] Maeda,H,et al: "Limited and selective localization of the lysosomal membrane glycoproteins LGP85 and LGP96 in ral osteoclasts."Histochem,Cell Biol,. 111. 245-251 (1999)
[Publications] Fukuda,T,et al: "Novel non-apoptotic morphological changes in neurons of the mouse hippocampus following trasient-ischemia."Neurosci,Res.. 33. 49-55 (1999)
[Publications] Yasuda,Y,et al.: "Characcterization of new fluorogenic substrates of the repid and sensitive assay of cathepsin E and cathepsin D."J,Biochem,. 125. 1137-1143 (1999)
[Publications] Wang,H-D.et al.: "Differential effects of Bcl-2 overezpression on CA1 hippocampal and dentate granule cells followingahypoxic-sichemia in the adult mice,"J,Biochem,. 125. 1137-1143 (1999)
[Publications] Wang,H-D,et al.: "Diffetential effects of Bcl-2 overexpression on CA1 hippocampal and dentate granule cells following hypoxic-ischemia in the adult mice,"J,Neurosci.Res,. 57. 1-12 (1999)
[Publications] Yasuda,Y,et al,: "Role of N-glycosylation in cathepsin E,A comparative study of cathepsin E with distinct N-linked oligosaccharides and its nonglycosylated mutant,"Eur,J,Biochem.. 266. 383-391 (1999)
[Publications] 山本健二: "歯周病の分子機構:病原性プロテアーゼの機能はどこまで明らかにされたか"細胞工学. 19. 295-301 (1999)
[Publications] 山本健二他: "タンパク質分解-分子機構と細胞機能"シュプリンガー・フェアラーク(印刷中).

1999 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] Tanabe,K,et al: "A predominanl apoptotic death pathway of neuronal PC12 cells induced by acnbvated microglia is displaced by a non-apoptotic death pathway following blockage of caspase-3-dependent cascade."J.Biol,Chem.. 274. 15725-15731 (1999)

[Publications] Shi,Y,et al: "Genetic ana;yses of proteolysis,hemoglobin binding, and hemagglutination of Porphyromonas gingivalis,Construction of mutants with a ombination of rgpA,rgpB,kep,and hagA,"J.Biol,Chem.. 274. 17955-17960 (1999)

[Publications] Maeda,H,et al: "Limited and selective localization of the lysosomal membrane glycoproteins LGP85 and LGP96 in ral osteoclasts."Histochem,Cell Biol,. 111. 245-251 (1999)

[Publications] Fukuda,T,et al: "Novel non-apoptotic morphological changes in neurons of the mouse hippocampus following trasient-ischemia."Neurosci,Res.. 33. 49-55 (1999)

[Publications] Yasuda,Y,et al.: "Characcterization of new fluorogenic substrates of the repid and sensitive assay of cathepsin E and cathepsin D."J,Biochem,. 125. 1137-1143 (1999)

[Publications] Wang,H-D.et al.: "Differential effects of Bcl-2 overezpression on CA1 hippocampal and dentate granule cells followingahypoxic-sichemia in the adult mice,"J,Biochem,. 125. 1137-1143 (1999)

[Publications] Wang,H-D,et al.: "Diffetential effects of Bcl-2 overexpression on CA1 hippocampal and dentate granule cells following hypoxic-ischemia in the adult mice,"J,Neurosci.Res,. 57. 1-12 (1999)

[Publications] Yasuda,Y,et al,: "Role of N-glycosylation in cathepsin E,A comparative study of cathepsin E with distinct N-linked oligosaccharides and its nonglycosylated mutant,"Eur,J,Biochem.. 266. 383-391 (1999)

[Publications] 山本健二: "歯周病の分子機構:病原性プロテアーゼの機能はどこまで明らかにされたか"細胞工学. 19. 295-301 (1999)

[Publications] 山本健二他: "タンパク質分解-分子機構と細胞機能"シュプリンガー・フェアラーク(印刷中).

山本健二九州大学, 歯学部, 教授 (40091326)