ペプチドグリカンに共有結合したポリアミンの生理機能に関する研究

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本研究代表者は上記研究課題について、Veillonella alcalescens 及びSelenomonas ruminantiumを用いて研究し、次の事実を明らかにした。V.alcalescensは、本来、その生育にスペルミジンではなく、カダベリンもしくはプトレシンを絶対的に要求することが知られていたが、スペルミジンなどの合成の基質として要求されるのか、カダベリン,プトレシンそのものが特異的に生理的役割を演じているのかは未知であった。放射能標識カダベリン及びプトレシンの本菌における取り込み実験から、菌体に取り込まれた上記ポリアミンの全てがペプチドグリカン画分に取り込まれ、化学構造解析の結果、そのままの形でペプチドグリカンに共有結合し、その構成成分になっていることが明らかになった。添加するカダベリンの分子数を制限して本菌を生育させ、生育度とペプチドグリカン中のカダベリンの分子数を対比すると、正常な菌でカダベリンが飽和された状態では、1個の細胞に7.2×【10^5】分子のカダベリンがペプチドグリカンに共有結合している。これが1×【10^5】分子に減少すると、菌の生育阻害が見られる。さらに2.8×【10^4】分子以下になると、菌の生育はほとんど不可能になる。すなわち、ペプチドグリカンのD-グルタミン酸残基がカダベリンで40%以上飽和されていると、正常な生育が可能となる。6.4×【10^4】分子以下のカダベリンがペプチドグリカンに結合している菌をカダベリンもしくはプトレシン欠損条件下にしておくとS.ruminantiumにおけるジフルオロメチルリジン処理菌と同様に異常形態及び異常細胞分裂面が観察される。以上の実験結果から、異常な細胞分裂はペプチドグリカンへのカダベリンもしくはプトレシンの供給が断たれ、ポリアミン欠損ペプチドグリカンが合成されたために起ったことに起因していると結論された。