サンゴ抗菌ペプチドの立体構造解析による膜作用機構の解明

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「海のゆりかご」とも呼ばれるサンゴ礁には全海洋生物の約25%が生息しており、生物多様性の保全上、極めて重要な生態系であるが、近年の海水温上昇は海洋病原細菌の毒性を上昇させ、細菌性白化や組織分解によるサンゴ礁の破壊を引き起こしている。サンゴを含む無脊椎動物には病原細菌から身を守るための自然免疫機構が備えられており、病原細菌を認識後、シグナル伝達を介して抗菌ペプチド（Antimicrobial peptide; AMP）を生産することが知られている。一方、サンゴにおいてはAMPの存在が特定されているものは少なく、免疫機構には不明な点が多い。本研究ではトランスクリプトーム解析で推定されたAcropora digitifera由来AMPの①立体構造解析と②膜作用機序解析を行い、免疫機構の分子メカニズムを明らかにするとともに、抗菌活性を高めたペプチドを創出することを目的としている。立体構造解析では1種類の抗菌ペプチドAMP-0027を凝集抑制剤として働くグリセロールを添加した条件と添加しない条件で精製した。それぞれの条件で精製したAMP-0027を用いて結晶化スクリーニングを行った結果、グリセロールを添加したAMP-0027では結晶が得られなかったものの、グリセロールを添加していないAMP-0027では一つの条件で微結晶が得られた。膜作用機序解析ではAMP-0027の細菌に対する作用機序を走査型電子顕微鏡（SEM）で観察した。AMP-0027添加により、対象とした枯草菌の細胞サイズは、一般的なサイズ2μmから1μm程度まで収縮していた。したがって、AMP-0027は枯草菌の細胞膜に孔が空け、内容物を流出させて細胞収縮を引き起こす新規の抗菌ペプチドであることが明らかとなった。