Ion transport network in oral pathogenic bacteria

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。