Ion transport network in oral pathogenic bacteria

口腔致病菌中的离子传输网络

• 批准号: 21K06546
• 负责人: 關谷 瑞樹
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Iwate Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06546/
• 关键词: プロトンポンプ; F-ATPase; S. mutans; 虫歯菌; P. gingivalis; 歯周病菌; S. anginosus; う蝕; 歯周病; イオン輸送

う蝕や歯周病は、S. mutansやP. gingivalisなどの口腔内病原細菌による感染により引き起こされる。近年、これらの細菌において、プロトン輸送ATPaseが、生存や増殖に重要な役割を果たしている可能性が示された。そこで、本研究課題では、 口腔内病原細菌におけるプロトン輸送ATPaseの詳細な役割を明らかにし、共役する分子を同定することを目的としている。それらの分子の機能を阻害する低分子化合物を見出すことで、う蝕・歯周病の新たな予防・治療戦略を確立することできる。今年度は、S. mutans、P. gingivalisのプロトンポンプ、及び関連する分子に関して以下の成果が得られた。1) S. mutansのF型プロトン輸送ATPase(F-ATPase)は以前から耐酸性への寄与が推定されていたが、直接的な証明はされていなかった。そこで、F-ATPaseの発現が低下した変異株を作製し、その表現型を検討した。F-ATPase変異株は野生株と比べ酸性環境での増殖と生存率が低下することを明らかにした。したがって、S. mutansの耐酸性にF-ATPaseが関与することが強く示唆された。2) P. gingivalis などの病原細菌では、タンパク質やペプチドをジペプチジルペプチダーゼ(DPP)により分解してアミノ酸を取り込む。アミノ酸の取り込みはA型プロトン輸送ATPase（A-ATPase）が形成するプロトン濃度勾配を利用すると考えられている。P. gingivalis DPP7の活性中心に結合したジペプチドから構造変換を行った化合物の酵素活性とP. gingivalis に対する抗菌作用を評価したところ、酵素活性の阻害と相関して、強い抗菌作用がみられた。阻害化合物は、歯周病の予防・治療薬のシード化合物になりうる。

う蚀や歯周病は、S. mutansやP. Gingivalis may cause infection by pathogenic bacteria in the mouth. In recent years, the possibility of bacterial growth and development has been demonstrated. This study aims to clarify the molecular identity of the transport ATPase of pathogenic bacteria in the oral cavity. A new strategy for prevention and treatment of chronic diseases has been established. This year, S. Mutans, P. gingivalis, and related molecules were obtained. 1) S. Mutans F-type ATPase(F-ATPase) has been proved to be acid tolerant and putative in the past. The expression of F-ATPase is low, and the phenotype is low. The survival rate of F-ATPase mutant plants was lower than that of wild plants in acidic environment.したがって、S. Mutans 'acid tolerance F-ATPase is related to their acid tolerance. 2)P. genivalis is a pathogenic bacterium. It can be separated from the acid by selecting the appropriate protein. A type A enzyme transport ATPase (A-ATPase) is used for the formation and concentration of the enzyme. The enzyme activity of P. genivalis DPP7 in the active center of P. genivalis DPP 7 was investigated. Gingivalis has been evaluated for its antimicrobial activity, enzyme activity and inhibition, and strong antimicrobial activity. Inhibitory compounds are often used as preventive and therapeutic compounds for periodontal diseases.

项目成果

口腔内病原性レンサ球菌の酸性環境におけるプロトン輸送ATPaseの役割

质子转运ATP酶在口腔致病链球菌酸性环境中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮本 大輔;井上 雅己;上野 怜良;角田 慎一;關谷瑞樹
• 通讯作者: 關谷瑞樹

破骨細胞において、分泌リソソームに局在する V-ATPase の a3 サブユニットは、Rab7のGEFであるMon1-Ccz1をリクルートする

在破骨细胞中，定位于分泌性溶酶体的 V-ATP 酶 a3 亚基招募 Mon1-Ccz1（Rab7 的 GEF）。

• 发表时间: 2022
• 作者: 松元奈緒美;關谷瑞樹;和田（孫）戈虹;和田洋;中西（松井）真弓
• 通讯作者: 中西（松井）真弓

Role of the a2 isoform of V-ATPase in insulin granule trafficking in pancreatic β cells

V-ATPase a2 亚型在胰腺 β 细胞胰岛素颗粒运输中的作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 後藤 実優;井上 雅己;角田 慎一;M. Sekiya
• 通讯作者: M. Sekiya

F-type proton-pumping ATPase mediates acid tolerance in <i>Streptococcus mutans</i>

F 型质子泵 ATP 酶介导变形链球菌的酸耐受性

• DOI: 10.1093/jambio/lxad073
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Applied Microbiology
• 影响因子: 4
• 作者: Sekiya Mizuki;Ikeda Kazuya;Yonai Ayaka;Ishikawa Taichi;Shimoyama Yu;Kodama Yoshitoyo;Sasaki Minoru;Nakanishi-Matsui Mayumi
• 通讯作者: Nakanishi-Matsui Mayumi

Streptococcus anginosus F型プロトン輸送 ATPase の酸性環境における役割

咽峡炎链球菌 F 型质子转运 ATP 酶在酸性环境中的作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 3)關谷瑞樹;山口友聖;村松美音;高坂未星;村上幸汰;下山佑;石河太知;古玉芳豊;河野貴久子;矢野志緒;佐々木実;中西（松井）真弓
• 通讯作者: 中西（松井）真弓