大腸菌耐熱性エンテロトキシンIの外膜通過機構の解析

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大腸菌耐熱性下痢原因毒素I(STI)は、菌体外に積極的に分泌されるペプタイドである。本毒素は72個のアミノ酸から成る前駆体として生合成され、その構造はプレ領域、プロ領域及び成熟領域の3領域から成っている。これまでの研究により、プロ領域の存在がSTIの効率の良い内膜通過を引き起こすこと、活性構造構築に必要な分子内のジスルフィド結合の形成は、DsbAと呼ばれるペリプラスム酵素によって促進されること,プロ領域はペリプラスム内で切断を受け、成熟STI分子のみが外膜を通過することを明らかにした。しかし、外膜を通過する成熟STI分子がいかなる過程を経て構築されるのかはほとんど知られていない。そこで本年度は成熟STI分子生成に関与する構成アミノ酸について明らかにすることを目的に、成熟領域内の種々の構成アミノ酸を置換した変異毒素産生株を作製し、検討した。その結果、以下の知見を得た。1.成熟領域内の7位のGlu残基をAla残基に変異すると、成熟領域内のジスルフィド結合の形成が著しく阻害された。しかし、Glu-7→Asp-7の変異は成熟領域内のジスルフィド結合形成に影響を及ぼさなかった。従って、成熟領域内の7位の構成アミノ酸が酸性アミノ酸であることが成熟領域内のジスルフィド結合形成に必要であるものと考えられた。2.成熟領域内の12位に存在するPro残基をValに変異すると、培養上清中に現れるST活性が4分の1程度にまで低下した。化学合成STを用いた解析から、12位のPro残基をValに変異しても、毒素活性は低下しないことがわかっている。従って、12位のPro残もとSTIの活性構造を構築する過程で重要な役割を果たすと考えられた。