耐熱性細菌胞子における蛋白質-蛋白質間相互作用による発芽酵素の活性調節機構

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660086
• Research Institution: NAGOYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 森山 龍一 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (60191061)
• Keywords: 細菌胞子 / コルテックス分解酵素 / 発芽 / 活性調節機構

Research Abstract

枯草菌及び他の胞子形成最近における胞子発芽時における「key enzyme」である胞子ペプチドグリカン分解酵SleB及びその類似酵素を中心として、発芽装置の全構成蛋白質の物質論的同定及び各々の構造解析と各成分間の相互作用の検討を通した発芽誘起物質の受容から発芽関連酵素の活性化までの全容解明、また胞子形成期における発芽装置の形成過程の物質論的記述を最終目的とし、本研究計画期間内では休眠時や発芽時に発芽関連酵素と相互作用する蛋白質分子の検索と相互作用様式の検討、及び発芽酵素の活性制御機構の解明を具体的目標とした。その結果、以下の研究成果が得られた。
1.Clostridium perfringens胞子発芽における「key enzyme」である胞子ペプチドグリカン分解酵SleCの不活性型前駆体を発芽時特異的にプロセシングして活性型に変換するプロテアーゼの同定に成功し、その性質を明らかにするとともに当該プロテアーゼ群をコードする遺伝子構造を明らかにした。
2.コルテックス分解時に生じるムロペプチドの解析から、SleCがアミダーゼとトランスグリコシダーゼ活性を有する多機能酵素であることを示唆すると共に、SleCがコルテックス構造を局所的に弛緩させるのみで分解物を遊離させないことを明らかにした。
3.枯草菌発芽特異的酵素をコードするsleB遺伝子とオペロンを形成するypeB遺伝子は、そのコードする蛋白質の推定一次構造が既知のペプチドグリカン分解酵素とは全く相同性を示さないものの、ypeB欠損株胞子におけるSleBの存在様式に影響を与えることを明らかにし、発芽時におけるSleB活性化との関連を示唆した。

Research Products

• [Publications] Seiko Shimamoto: "Partial characterization of an enzyme fraction with protease activity which converts the spore peptidoglycan hydrolase (SleC) precursor to an active enzyme during germination of Clostridium perringens S40 spores and analysis of a gene cluster involved in the activity"Journal of Bacteriology. 183・12. 3742-3751 (2001)
• [Publications] Shio Makino: "Hydrolysis of cortex peptidoglycan during bacterial spore germination"Medicine Scientific Monitor. 8・5. 119-127 (2002)