大腸菌外膜タンパクTolCの輸送機能に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570252
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: 山中 浩泰 徳島文理大学, 薬学部, 助教授 (30202386)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 敬の介 岡山大学, 薬学部, 教授 (70131183) ; 竹治 美穂 徳島文理大学, 薬学部, 助手 (20320103) ; 野村 知彦 徳島文理大学, 薬学部, 助手 (00289315)
• Keywords: 大腸菌 / 耐熱性エンテロトキシン / 外膜通過 / TolC / 薬剤排出 / プロセシング

Research Abstract

大腸菌外膜タンパクTolCは、種々の抗生物質の排出のみならず、溶血毒素やコリシンVなどの毒性物質の放出にも関わるチャネルタンパクである。研究代表者らは毒素原性大腸菌が産生する耐熱性エンテロトキシン(ST)も、TolC依存的に外膜を通過することを見い出し、TolCが下痢原性大腸菌の病原性を成立する上でも重要であることを報告してきた。しかしながら、TolCの機能に必要とされる部位およびその役割については不明である。そこで、本年度はTolCの輸送機能に必要とされる部位を同定し、その部位の役割について追求することを目的に検討し、以下の知見を得た。
部位特異的変異法を用いて検討した結果、TolCの3位および412位のLeu残基がその輸送機能に重要であることが明らかとなった。さらに検討を進めた結果、3位と412位のLeu残基は、ともに疎水性側鎖を有することが機能の発現に必要であると思われた。両残基は極めて接近した位置に局在していることから、両残基を含むドメインはTolCチャネルの開閉に関与しているのではないかと考え、その開閉に関わる因子としてTolCと協調的に機能するタンパクの関与を予想した。そこで次に、TolCと輸送装置を構築する因子との相互作用について解析した。In vitro転写翻訳系を利用して解析した結果、薬剤排出においてTolCと協調的に機能するAcrAタンパクとTolCとの相互作用を支持する成績を得た。現在、3位と412位が変異したTolCを発現させてAcrAタンパクとの相互作用の解析を試みている。一方、ST分泌においてはTolCは直接STと相互作用する可能性もあるので、in vitro翻訳系を用いて同様に検討を進めた。その結果、STとTolCとの相互作用を示す結果は得られなかった。従って、STの分泌においてはTolCと協調的に機能する第三の因子が存在するものと考え、現在更なる検討を進めている。

Research Products

• [Publications] Hiroyasu Yamanaka: "Site-directed mutagenesis studies of the amino acid residue at position 412 of Escherichia coli TolC which is required for the activty"Microbial Pathogenesis. 33・2. 81-89 (2002)
• [Publications] Tomohiko Nomura: "The Protein Encoded at the 3' End of the Serine Protease Gene of Aeromonase sobria Functions as a Chaperone in the Production of the Protease"Journal of Bacteriology. 184・24. 7058-7061 (2002)