触媒機能に基づく新たな抗生物質の作用機構

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【目的】本研究では、有機触媒（触媒作用を有する金属非含有低分子化合物）の示す抗菌活性、細胞毒性の作用メカニズムの解明と、未だ一般に認識されるに至っていない抗菌活性を有する有機触媒が普遍的に存在することの実証を目的とする。すでに申請者らによってアクチノロージン(ACT)やグラナチシン(GRA)は生体内の重要な抗酸化物質であるグルタチオンを基質とする酸化反応触媒活性を有していることは判明しているものの、本来の基質は不明なままである。一方で、乳酸菌の細胞懸濁液にGRAを添加したところ酸化反応触媒活性を示す酸素濃度の減少が見られ、GRAは細胞に存在する物質を基質としている可能性が非常に高まった。そこで、GRAに焦点をあて、本来の基質やGRAの細胞内での挙動を明らかにすることで、これまでに全く知られてこなかった、生物が有する有機触媒が示す抗菌活性の作用機序を明らかにする。【結果】静置培養で大量に乳酸菌の細胞を獲得し、超音波破砕を行った。その破砕液を遠心して、沈殿画分と可溶性画分とに分けた。それらとGRAと混合し、酸素濃度の減少を指標に細胞内に含まれる生体内での本来の基質の同定を実施した。その結果、可溶性画分において酸素濃度の減少が確認された。GRA感受性であるBacillus subtilisを用いてUV変異処理の条件検討並びに、変異株の獲得を行った。UVライトの照射時間を30秒ごとに設定し、最適照射時間を決定した。その後、培養液をUV処理し、複数の変異株の獲得に成功した。土壌分離株約500株から、高活性株を数株獲得した。また、最も高活性の菌株の培養上清から、目的物質を酢酸エチル抽出で獲得した。