Clostridium difficileの毒素産生のビオチンによる制禦

生物素抑制艰难梭菌毒素的产生

• 批准号: 07670304
• 负责人: 山川 清孝
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07670304/
• 关键词: Clostridium difficile; 偽膜性大腸炎; 細菌毒素; ビオチン; 合成培地

Clostridium difficile KZ 1647株は合成培地(6xMADM)中のビオチン濃度が低いと(0.05 nM)、菌の増殖は抑制されるが、毒素(トキシンAおよびB)産生が極めて増強される(ビオチン効果)。この毒素産生増強の調節機構に関し以下の知見を得た。(1)低濃度ビオチン培地と高濃度ビオチン(50 nM)培地における菌体外タンパクを比較すると、低濃度ビオチン培地特有のタンパクとしては毒素タンパク以外には特になく、ビオチン効果は菌体外タンパクの産生を広範に増強するものではなかった。(2)低濃度ビオチン培地で、各培養時期に高濃度ビオチンを添加し、ビオチン効果への影響を検討した。毒素合成の初期段階までに高濃度ビオチンを添加すると、増殖抑制は解除されたが、毒素合成の増強は完全に抑制された。毒素合成の開始後に高濃度ビオチンを添加すると、増殖抑制はかなり解除されたが、毒素合成の増強は抑制されなかった。このことは、低濃度ビオチン状態が毒素の合成初期まで必要であり、一旦、毒素合成が開始されると、高濃度ビオチンを添加しても毒素合成の増強は不可逆的に進行する傾向にあることを示している。(3)ビオチン効果は、特定のアミノ酸(リシン、グルタミン酸、グルタミン、アスパラギン酸)によって強い抑制を受けた。ビオチン結合酵素はアミノ酸代謝に関与するので、低濃度ビオチン状態は、アミノ酸代謝系のストレス状態を起こすと考えられる。この様なストレス状態が、毒素合成の増強を誘導する可能性が示唆された。上記アミノ酸が培地中に存在すると、ストレス状態を緩和して、毒素の合成は抑制されたと思われる。(4)菌体より抽出したRNAに対し、ノザンハイブリダイゼイション法により、毒素遺伝子のmRNAの検出を行なった。2種の毒素遺伝子のmRNAは、低濃度ビオチン状態で毒素合成時期に一致して検出された。毒素遺伝子の転写レベルでの活性化が、毒素合成の増強の原因であるかは、今後検討する予定である。

Clostridium difficile KZ1647 strain was found to have a low concentration of toxin (0.05 nM) in synthetic culture (6xMADM), A high inhibition of bacterial growth, and a high production of toxin (A and B). The following observations were made on the regulatory mechanisms for the increase in toxin production. (1)Low and high concentrations (50 nM) of culture medium were compared with low and low concentrations of culture medium specific to toxin medium, and the production of culture medium specific to toxin medium increased. (2)The effects of low concentration and high concentration on the growth and development were investigated. In the initial stage of toxin synthesis, high concentration of toxin was added, and the inhibition of proliferation was eliminated. After the start of toxin synthesis, high concentration of toxin may be added to inhibit proliferation, and the inhibition of toxin synthesis may be enhanced. This indicates that low concentrations of toxins are necessary for the initial stages of toxin synthesis, and that high concentrations of toxins are added to increase the irreversible progress of toxin synthesis. (3)The vitamin effect is due to the strong inhibition of specific vitamin acids (vitamin, glucamine acid, glucamine, and aspirin acid). A low concentration of enzyme binding enzymes is associated with acid metabolism. A low concentration of enzyme binding enzymes is associated with acid metabolism. The state of the toxin and the possibility of enhanced toxin synthesis are indicated. Note that the presence of acid in the culture medium, the state of toxicity, and the synthesis of toxins are all inhibited. (4)The expression of RNA and toxin genes in the cells was investigated. The mRNA levels of the two toxin genes were consistent at low concentrations and at the same time. The reasons for the activation and enhancement of toxin synthesis in the production of toxin genes are discussed in the future.