毒素原性大腸菌の耐熱性下痢毒素のグアニル酸シクラーゼ活性化機構

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毒素原性大腸菌が産生する耐熱性下痢毒素(ST)は腸管上皮細胞膜に存在するグアニル酸シクラーゼを活性化し,サイクリックGMP(cGMP)濃度を上昇させて下痢をおこす。本研究において我々は,STがいかにしてcGMPの生成を促すかを明らかにするために,特にSTの腸管上皮細胞膜上の受容体でありかつグアニル酸シクラーゼ活性を持つGC-Cについて,GC-Cのいかなる部位でSTと結合しどのような仕組みで活性化するかに焦点を絞って研究した。GC-Cの細胞外領域のインターナルデリージョンミュタントを作製し,STとの結合部位を限定することを試みた。作製した15種類のミュタントはいずれもSTとの結合能を消失しており部位を限定することはできなかった。そこで部位特異的にアミノ酸を置換した19種類のミュタントを作製しそれらミュタントのST結合能を調べた。その結果,N末端アミノ酸より347番目,350番目,351番目に位置するAsp,Gly,AspがSTとの結合に重要なアミノ酸であることが判った。STによるGC-C活性化については,GC-CのC末端アミノ酸側に位置する62残基のアミノ酸をデリートしたミュタントではSTとの結合能を持っているにもかかわらずグアニル酸シクラーゼの活性化がみられなかった。従って,この領域がSTによるGC-C活性化に必要な領域であることが判った。この領域にはC-キナーゼのリン酸化部位が推定されることから,C-キナーゼの関与が強く示唆された。