スフィンゴミエリナーゼが有する殺虫活性の発現機構の解明

クロコウスバカゲロウの幼虫から単離したBacillus cereusは、殺虫性タンパク質のひとつとしてスフィンゴミエリナーゼC(SMC)を菌体外に分泌している。SMCを注射投与したチャバネゴキブリ成虫やハスモンヨトウ幼虫に認められる即効性の麻痺症状は、この酵素が昆虫中枢神経系に影響をおよぼすことを強く示唆している。昨年度までに、SMCの代謝産物であるホスホリルコリンが昆虫神経細胞に作用して活動電位の発生を刺激する可能性を見出している。さらに、クロコウスバカゲロウ幼虫の腸管内にはB. cereus以外にも多くの昆虫病原性細菌が生息しており、そのひとつであるB. sphaericusが培養上清中にコレステロール依存性細胞溶解毒素の一種である即効性の殺虫成分sphaericolysinを分泌することや、この殺虫成分がチャバネゴキブリやハスモンヨトウの胸部ガングリオン中の神経細胞を溶解することにより、致死を伴う即効性の麻痺症状を引き起こすことを明らかにした。スフィンゴミエリンやコレステロールは、ラフトとして知られるマイクロドメインを形成する部位に豊富に存在すると考えられている。そこで本年度は、SMCの代謝産物が受容体に作用する可能性以外に、SMCが神経細胞に存在するラフトに作用し、昆虫の神経錯乱を引き起こしている可能性を考慮して研究をすすめた。昆虫中枢神経から調製した膜画分に対する[14C]ホスホリルコリンの特異的結合は今のところ見出せていないが、近年、電位依存性カリウムチャネルの正に帯電しているアミノ酸残基に作用してチャネルの安定化に貢献している膜脂質のリン酸基を細菌由来のSMCが取り除くことにより、電位センサーを不動化する事例が報告された。今後、同様の現象が昆虫神経細胞においても認められるのか検討する必要がある。

クロコウスバカゲロウの幼虫から単離したBacillus cereusは、殺虫性タンパク質のひとつとしてスフィンゴミエリナーゼC(SMC)を菌体外に分泌している。SMCを注射投与したチャバネゴキブリ成虫やハスモンヨトウ幼虫に認められる即効性の麻痺症状は、この酵素が昆虫中枢神経系に影響をおよぼすことを強く示唆している。昨年度までに、SMCの代謝産物であるホスホリルコリンが昆虫神経細胞に作用して活動電位の発生を刺激する可能性を見出している。さらに、クロコウスバカゲロウ幼虫の腸管内にはB. cereus以外にも多くの昆虫病原性細菌が生息しており、そのひとつであるB. sphaericusが培養上清中にコレステロール依存性細胞溶解毒素の一種である即効性の殺虫成分sphaericolysinを分泌することや、この殺虫成分がチャバネゴキブリやハスモンヨトウの胸部ガングリオン中の神経細胞を溶解することにより、致死を伴う即効性の麻痺症状を引き起こすことを明らかにした。スフィンゴミエリンやコレステロールは、ラフトとして知られるマイクロドメインを形成する部位に豊富に存在すると考えられている。そこで本年度は、SMCの代謝産物が受容体に作用する可能性以外に、SMCが神経細胞に存在するラフトに作用し、昆虫の神経錯乱を引き起こしている可能性を考慮して研究をすすめた。昆虫中枢神経から調製した膜画分に対する[14C]ホスホリルコリンの特異的結合は今のところ見出せていないが、近年、電位依存性カリウムチャネルの正に帯電しているアミノ酸残基に作用してチャネルの安定化に貢献している膜脂質のリン酸基を細菌由来のSMCが取り除くことにより、電位センサーを不動化する事例が報告された。今後、同様の現象が昆虫神経細胞においても認められるのか検討する必要がある。