大腸菌耐熱性下痢原因毒素の分泌機序の分子論的研究

大腸菌耐性下痢原因毒素(ST)は効率よく菌体外に分泌されるが、その分泌機構は不明であった。報告者はSTが72個のアミノ酸よりなる前駆体ポリペプタイドとして合成されること、及び前駆体はpre領域、pro領域、成熟領域からなる3領域から構成されていることを前年度までに明かにした。そこで本年度はpro領域がSTの菌体外への分泌に関与しているか否か、さらにpro領域の機能を担うアミノ酸残基について検討を加え、以下の事実を明かにした。1.pro領域を欠損したST遺伝子を構築し、構築した遺伝子を有する菌が産生するSTの局在化と活性を調べた。その結果pro領域を欠損させると産生されるST量は約5分の1に減少することがわかった。この事実はpro領域がSTの分泌に関与していることを示している。2.融合遺伝子を作成し解析した結果、pro領域は下流の領域の内膜通過を促進していることが判明した。3.pro領域の機能発現に必要な構成アミノ酸残基について検討した。既に3種類のST遺伝子の塩基配列が決定されているので、これらのSTのpro領域の配列を比較した。その結果3種類のSTともに高度に保存されている領域と保存されていない非保存領域が存在することがわかった。そこで保存領域および非保存領域をそれぞれ削除した遺伝子を構築しSTの分泌を調べた。非保存領域(41ー53位)を削除してもSTの分泌量は低下しなかったが、保存領域(29ー38位)を削除すると、STの分泌量は1/4に低下した。この事実は保存領域を構成するアミノ酸残基がpro領域の機能発現に必須であることを示している。

大腸菌耐性下痢原因毒素(ST)は効率よく菌体外に分泌されるが、その分泌機構は不明であった。報告者はSTが72個のアミノ酸よりなる前駆体ポリペプタイドとして合成されること、及び前駆体はpre領域、pro領域、成熟領域からなる3領域から構成されていることを前年度までに明かにした。そこで本年度はpro領域がSTの菌体外への分泌に関与しているか否か、さらにpro領域の機能を担うアミノ酸残基について検討を加え、以下の事実を明かにした。1.pro領域を欠損したST遺伝子を構築し、構築した遺伝子を有する菌が産生するSTの局在化と活性を調べた。その結果pro領域を欠損させると産生されるST量は約5分の1に減少することがわかった。この事実はpro領域がSTの分泌に関与していることを示している。2.融合遺伝子を作成し解析した結果、pro領域は下流の領域の内膜通過を促進していることが判明した。3.pro領域の機能発現に必要な構成アミノ酸残基について検討した。既に3種類のST遺伝子の塩基配列が決定されているので、これらのSTのpro領域の配列を比較した。その結果3種類のSTともに高度に保存されている領域と保存されていない非保存領域が存在することがわかった。そこで保存領域および非保存領域をそれぞれ削除した遺伝子を構築しSTの分泌を調べた。非保存領域(41ー53位)を削除してもSTの分泌量は低下しなかったが、保存領域(29ー38位)を削除すると、STの分泌量は1/4に低下した。この事実は保存領域を構成するアミノ酸残基がpro領域の機能発現に必須であることを示している。