バイオフィルム形成に影響を及ぼす齲蝕細菌表層蛋白のプロテオーム解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571749
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 後藤 延一 昭和大学, 歯学部, 教授 (10077175)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森崎 弘史 昭和大学, 歯学部, 助手 (30317581) ; 五十嵐 武 昭和大学, 歯学部, 助教授 (10159585)
• Keywords: ソーターゼ / Streptococcus mutans / 表層蛋白抗原 / バイオフィルム / デキストラナーゼ / グルカン結合蛋白質 / LPXTGモチーフ / Cell Wall Anchoring

Research Abstract

研究初年度はStreptococcus mutansのSortase遺伝子(srtA)の塩基配列を決定し、それをもとにsrtA欠損変異株を作成し、SortaseがS. mutansの表層蛋白質(Surface protein antigen : PAc)の膜局在性を触媒していることを明らかにした。そこで、本年度はS. mutansにおけるPAc以外のSortase支配下表層蛋白質の検出・同定を行うと同時に、srtA不活化変異株のプラークバイオフィルム形成能を調べ、齲蝕予防におけるSortaseの有用性を評価した。Sortaseの基質となるLPXTG motifをもつ蛋白質をゲノム配列から検索した結果、PAc, Glucan-binding protein C (GbpC), Dextranase (Dex), Wall-associated protein antigen A (WapA), Fructosidase (FruA)の5つの蛋白質が検出された。S. mutans 109c (野生株)とそのsrtA欠損変異株におけるGbpCIとDexの局在性の変化を特異抗体を用いたWestern blot解析で調べた結果、GbpCおよびDexの細胞壁への結合がSortaseによって触媒されていることが明らかになった。次にsrtA欠損株の性質を調べると、この変異株はデキストラン存在下でのグルカン依存性凝集能を消失し、さらに非水溶性粘着性グルカン合成能をも失っていることが明らかになった,これらの結果から、SortaseはS. mutansのPAc, GbpC, Dexの少なくとも3つの表層蛋白質の膜局在性を支配すると共に、それらの生理機能(齲蝕誘発性バイオフルム形成能)をも支配していることが明らかになった。この現象はsrtA遺伝子の不活化のみならずSortase酵素の阻害でも期待できることから、Sortaseは齲蝕予防の新たな標的として有用な酵素であることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Nobuichi Goto: "Inactivation of srtA gene of Streptococcus mutans inhibits dextran-dependent aggregation by glucan-binding protein C"Oral Microbiology and Immunology. 19(1). 57-60 (2004)
• [Publications] Nobuichi Goto: "Roles of Streptococcus mutans dextranase anchored to the cell wall by sortase"Oral Microbiology and Immunology. 19(2). 102-105 (2004)
• [Publications] 後藤延一: "SortaseはDextranaseの齲蝕原性バイオフィルム形成への関与を支配している"日本細菌学雑誌. 59(1)(印刷中). (2004)