細菌細胞の分離メカニズムとタイコイン酸の機能の研究

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16380059
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 関口 順一 信州大学, 繊維学部, 教授 (80111053)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 志田 敏夫 信州大学, 繊維学部, 助教授 (40162599) ; 山本 博規 信州大学, 繊維学部, 助手 (20262701)
• Keywords: 枯草菌 / タイコイン酸 / ペプチドグリカン / 細胞壁 / 細胞壁溶解酵素 / LysMドメイン / FLAGタグ

Research Abstract

枯草菌のDL-endopeptidaseであるLytE(CwlF),LytE(CwlF)は細胞壁のペプチドグリカンのD-γ-glutamyl-meso-diaminopimelic acidの結合を加水分解する酵素であり,これら酵素が細胞の分裂後の細胞分離にともに役割を持つことが解っている.そこでこれらの酵素の局在を調べるため,タンパク質を3xFLAGタグに融合し,3xFLAGに対する1次抗体とFITC-conjugatedな2次抗体を使って蛍光発色させ,蛍光顕微鏡で観察したところ,細胞の分離部位と両極に蛍光が局在することが解った.局在を支配する因子が,これら溶解酵素のN-末端ドメイン(LysM)に対応したことより,in vitroでLysMドメインと,細胞壁の非ペプチドグリカン部分の主要な成分であるタイコイン酸を欠いた細胞壁(精製したペプチドグリカン)及び通常の細胞壁(タイコイン酸を含む)との結合を比較したところ,タイコイン酸を含むものでは極端に結合が阻害された.このことはタイコイン酸がLysMの局在を阻害していることを意味している.そこでin vivoで枯草菌細胞をタイコイン酸欠損条件にしたところ,LysMドメインの局在は欠損の初期では細胞の長軸にそって螺旋状にみられ,さらに欠損が顕著な状況では細胞全体に結合した.さらにマイナータイコイン酸変異株であるggaAB欠損株では顕著な螺旋が認められた.最近の研究から細胞壁ペプチドグリカンの合成は細胞の両極以外に側面でも行われ,さらに側面の合成は螺旋状に行われることが報告されている.LysMドメインがタイコイン酸の修飾が行われていない部分に特異的に結合していると考えると,ペプチドグリカンを修飾するタイコイン酸の合成場所がやはり螺旋状に行われるのは興味深い.