赤 痢 菌 の 代 謝 に 関 す る 研 究
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(2) 154. 松. 浦. 慶. 之. す る こ と に よ り代 謝 様 式 に 何 ら か の ず れ を 生. 性 と し て 水 蒸 気 蒸 溜 し,溜. じ る こ と は 想 像 に 難 く な く,こ. N aOHで. れ を利 用 し て. 細 菌 代 謝 に 於 け る金 属 イ オ ン の 作 用 点 を うか が う こ と は,代. 謝 に関 す る研究 の一助 に な る. も の と 考 え る.か. ゝ る観 点 か ら し て 本 研 究 を. 行 う こ と ゝ し た.. 使 用 し た が,こ. 滴 定 し た.. P32を. 用 い る実験. 菌 体 中 のP32の. 測 定 す る 実 験 で は,先 1回 洗 滌 し た 後,少. dysenteri. 3を. の理 由は本 菌 が 洗滌 操 作 に よ. 分布 を. づ 供 試 菌体 を蒸 溜 水で 量 の 蒸 溜 水 を 加 え て25回. 凍 結 融 解 し て 菌 体 を 破 壊 し,こ. 供 試 菌 と し て は 主 と し てSh.. ‑N. 出 液 を0.01. 法20)(第6表)に. れ をSchneider. 従 つ て 分 画 し た.各. 分画 は. 硝 ・硫 酸 法 で 湿 式 灰 化21)し て 無 機 燐 酸 の 形 に. り比 較 的 容 易 に 金 属 イ オ ン 欠 乏 状 態 に す る こ. 変 え て 後,マ. と が 可 能 で あ り,従. を 円形 濾 過 板で 均 等 に沈 澱 が附 着 する様 に注. つ て他 菌 に 比 し イ オ ン添. 加 の 影 響 が 顕 著 に 現 わ れ る た め で あ る.そ. の. グ ネ シ ア 混 液 で 沈 澱 さ せ,こ. 意 し て 濾 過 し,乾. 他 の菌 は比 較 参 照 の た め必 要 に応 じ使 用す る. し,. こ と と し た.. す こ と と し た.. Ⅱ.. Ⅲ.. 各 菌 共 教 室 保 存 の 標 準 株 を,. 普 通 寒 天37℃. 18時. 金 属 イ オ ン: MnCl2・4H2Oを. 間 培 養 し て 使 用 し た.. FeSO4・7H2O,. MgSO4・5H2O,. 用 い 蒸溜 水 に溶 解 して 使 用 し. 害 剤:何. し,HCl或. れ も市 販 品 を 水 に と か. はNaOHでpHを. 修 正 して使 用. し た. Warburg検. 圧 計 を用 い常 法. に よ つ た17). 生 菌浮 游 液. 1時. 含 む)で2回. 一 組 成 の 緩 衝 液 に 浮 游 し, 37.5℃. pyruvateの. 定 量.2,. き,. 費量及 び こ れ に 対 す る. 1時 間 のO2消. Mg++の. 量決 定. の1半. ち 各 菌 共glucose,. pyruvate. を 基 質 と し たO2消. 費 はMg++に. よ り著 し く. 促 進 さ れ,. lactateで. acetate,. は こ れ に 次 ぎ,. 影 響 は 殆 ん ど見 ら. だ 特 異 的 な の は, Sh. dysenteri 基 質 と し た 場 合 にMg++. の 効 果 が 顕 著 な こ と で あ つ た.又 る と,チ. フ ス 菌,ブ. 菌種 別 に見. ドー球 菌で は一 般 に イオ. ン 効 果 は 少 く, Sh. dysenteri. Mg++のO2消. 4‑dinitrophenylhydra. 定 量. は そ の ま ゝ,. は 第1図 試 料 を2. 3に. 於 て 最 も効. 放置 し. に 於 て 最 大 の 促 進 が 見 ら れ,至. の 各 々 に つ きsulfanilamide. の 定 量 を 行 い,そ. の 差 よ り算 出 し た. sulfanil. も 試 み た がMg++と. Mn++の. 用 い る ヂ ア ゾ 反 応19)に よ つ た. 酸. pH 7.0〜7.5 適pHの. 範囲. 下 し て い る.. pH 6.2で. Mn++に. 及 ぼ すMg++,. 影 響 を 検 討 す る と 第2表 はO2消. つい て. 同 様 の 成 績 が 得 ら れ た.. 次 に 呼 吸 商(RQ)に. 定 量 はN‑(1‑naphthyl)‑ethylene‑. よる影響. の両 側 で は 急 激 に 促 進 作 用 が 低. 以 上 の 実 験 は 何 れ もFe++,. て 加 水 分 解 し,そ. 料 溶 液 をH2SO4で. 費 促 進 作 用 のpHに. の 示 す 通 り で あ つ て,. は せ ま く,そ. 1半 は0.2‑Nと. 加 え 煮 沸 水 中 に60分. 揮 発 性 酸 の 定 量:試. の基 質 につ. 影 響 を し らべ た と ころ 同 表 に 示 し た. 3に 於 てsuccinateを. よ る 比 色 法18)に よ つ た.. な る よ うHClを. diamineを. に 記 し た6種. 果 的 で あ つ た.. acetyl化sulfanilamideの. amideの. も の を 用 い,第1表. に. は 光 電 比 濁 計 に よ つ た.. 分 し,そ. 菌 体 内 保 有 の 金 属 イ オ ン を 出 来 る 限 り除 い た. れ な か つ た.た. び 緩 衝 液 に 浮 游 させ. た も の を 生 菌 浮 游 液 と し て 用 い た.菌. zineに. 二価 金 属 イオ ンの細 菌呼 吸 促進 効果 の菌種. 洗. 間 放 置 す る こ とに よ り金 属 イ オ ン 欠 乏 状. 態 と し て か ら 遠 沈 し,再. 績. そ の 他 の 基 質 で はMg++の. 培 地 よ り集 め た 菌 体 をM/50. 燐 酸 緩 衝 液(0.85% NaClを. 成. 金 属 イオ ンの呼 吸促 進作 用. 結 果 を 得 た.即. 呼 吸 量 測 定:. 滌 後,同. 1.. 実 験. を表 わ. 及 び 基 質 に よ る 差 異 を 知 る た め の 実 験 と し て,. た. 基 質,阻. 数 管 で 計測. 2分 間 の カ ウ ン ト数 を 以 てP32量. 実 験 材 料 及び 実 験 方 法. 供 試 細 菌:. 燥 後Geiger計. れ. 費,. CO2発. Fe++, に 示 す 通 り,. 生 共 に 余 り変 化.
(3) 赤 痢 菌 の代 謝 に 関す る研 究. 第1表. 菌 液(湿. 各 菌,各. 菌 量Staphyl.で. Mg++(終. 基 質 に 於 け るMg++の. は50mg/cup,他. 濃 度10‑4M). 0.3cc,全. 呼 吸 促 進作 用. は10mg/cup). 量3.0ccと. す る,. 2.0cc,基. pH. 7.2,. 菌 量15mg). 2.0cc,基. 質(30μM). Mg2+のO2消. 費 促 進 作 用 とpH. Pyruvate. +. Mg++. 2:. Succinate,. 2´:. Succinate. +. Mg++. 菌 量10mg) Mg++(終 1hr.,. 2.0cc,基 濃 度10‑4M). 質(終. 濃 度10‑2M). 0.3cc.全. 量3.0cc. 37.5℃. 質 消 失 量に対 す る金属 イオ ンの影響 (Sh.. 37.5℃. 0.3cc. 1´:. と す る.. 菌 液(湿. 濃 度10‑2M). 1hr.. Pyruvate,. 0.3cc,. 1hr,. 費 量 μl. 1:. 菌 液(湿. 呼 吸 商,基. O2消. 質(終. 37.5℃,. 第1図. 第2表. 155. dysenteri. 0.3cc,金. 3). 属 イ オ ン(終. 濃 度10‑4M). 0.3cc,全. 量3.0ccと. す る..
(4) 156. 松. を う け ず, を う け, し,. pH. 7.2に. 於 て は 何 れ も著 明 な 促 進. succinateの. pyruvateで. 場 合 に はRQは. 慶. 之. 第4表. 揮 発 性酸 の生成 に 及ぼ す 金 属 イ. 幾分 増 大. オ ンの影 響. は 減 少 す る 傾 向 が 認 め ら れ た.. 而 し て 基 質 と し て のpyruvateの 時 に 測 定 し た 結 果,こ よ るO2消. 浦. (Sh.. dysenteri. 3). 消失量 を同. れ ら金 属 イ オ ン 添 加 に. 費 量 の 増 大 はpyruvate消. 失量 の そ. れ を 上 廻 つ て い る こ と を 知 つ た. succinateの. 定 量は 精 度 の高 い方 法が な い た. め 行 わ な か つ た が 同 様 の 関 係 が あ る も の と推 測 す る. pyruvateをacetyl. donorと. sulfanilamideのacetyl化 の 影 響 は 第3表. した生 菌 に よ る. に 対 す る 各 イオ ン. の 通 り で あ り, pH. 6.2,. 7.2. の 場 合 共 に これ ら イ オ ン 添 加 に よ りacetyl化 は 著 し く 低 下 す る の が 認 め ら れ た. 第3表. 菌 液(湿. sulfanilamideのacetyl化. に. 菌 量100mg). 25.0cc,基. 2.5cc,金. 属 イ オ ン(終. 30.0ccと. す る.. 質(終. 濃 度M/500). 濃 度10‑4M). 2hr.,. 2.5cc,全. 量. 37.5℃. 及 ぼ す 金 属 イ オ ン の 影 響 (Sh.. dysenteri. 2.. 3). 金 属 イ オンの呼 吸促 進 作 用 に対 す る α,α´‑dipyridylの. 影響. 以 上 の 各 実 験 に 於 て はMg++,. Fe++,. は 類 似 の 効 果 を 示 し て い る が,果. Mn++. し て これ ら. イ オ ン が お 互 に 他 の作 用 を 完 全 に 代 行 し う る も の か 否 か を 知 る た め,各. イオ ンの呼 吸促進. 作 用 に 対 す る α, α´‑dipyridylの し ら べ た.添. 阻 害 効果 を. 加 金 属 イ オ ン は す べ て10‑4M,. α, α´‑dipyridylは10‑3Mを. 用 い,阻. 害 剤は 基. 質 及 び 金 属 イ オ ン に 先 立 つ て 菌 に 加 え,菌. 体. 内 へ の 浸 入 を 充 分 な ら し め る よ う 注 意 し た. 結 果 は 第5表 菌 液(60mg) 0.3cc. 2.0cc,. acetyl. sulfanilamide. (終 濃 度10‑4M). (30μM) 0.3cc全. donor(終 0.3cc,金. 量3.0ccと. (1)こ. 濃 度M/25) 属 イ オ ン す る,. 2hr,. 37.5℃. 次 に,菌. はsuccinateよ. の 揮 発 性 酸 の 生 成 に 対 す るMg++, Mn++添. れ ら イ オ ン に よ り呼 吸 促 進 を 受 け な い. 基 質(Sh.. flexneri. ちpyruvate,. succinateよ. の り. を 受 け る 基 質 で も,イ. の 効 果 は 完 全 に,. 影 響 さ れ な い.こ. の 生 成 揮 発 性 酸 は 沃 度 ・ ラ ン タ ン 法22)に よ る. Mn++の. acetateの. の と 推 定 さ れ る.. に よ るformateの. 反 応 は 陰 性 で あ つ た.. 吸促進. オ ン 無添 加 の 場 合 の. Mn++で. り 著 し く減 少 す る の が 認 め ら れ た.而. 法23). (2)呼. 吸は この阻害剤. に よ る 影 響 が 殆 ん ど 認 め ら れ な い.. に よ り打 消 さ れ る.然. して こ. の 濃 度 の α,α ´‑. 影 響 を 受 け な い.. の 揮 発 性 酸 の 生 成 は これ ら イ オ ン の 添 加 に よ. 反 応 陽 性 で あ り, chromotrop酸. 於 け るsuccinate)で. (金 属 イ オ ン 欠 乏 菌 体 の)呼. Fe++,. 加 の 影 響 を し ら べ た と こ ろ 第4表. 結 果 を 得 た.即. り. 3に. は イ オ ン の 有 無 に 拘 ら ず,こ dipyridylの. に よ るpyruvate或. に 示 す 通 りで こ れ を 要 約 す る と,. (3) Fe++. は 一 部 この 阻 害 剤. しMg++の. 作 用 は全 く. れ ら の 事 実 よ りFe++及. 作 用 はMg++に. び. よつ て代行 され るも.
(5) 赤 痢 菌 の 代 謝 に 関 す る研 究. 第5表. 金 属 イ オ ン のO2消. 費促 進 作 用 に. 及 ぼ す α, α´‑dipyridylの. 影響. 157. 分 毎 にO2消. 費 量 を 測 定 し て(A)〜(F)の. ラ フ を 得 た.こ succinateを glucoseで. グ. の 実 験 に於 て 基 質 として. 用 い た 理 由 は,. pyruvate或. は. は そ の 酸 化 に 種 々 のcofactorを. 必. 要 と し 複 雑 で あ る に 対 し,. succinateで. は少 く. と もそ の 酸 化 の 初 期 段 階 は 比 較 的 複 雑 で な い と 想 像 さ れ る た め で あ る.又DNPはpH で は10‑4M,. pH 6.2で. 7.2. は10‑6Mを. 用 い た.本. 実 験 の 結 果 を 要 約 す る と,(1)最 次 にsuccinateを で はO2消 Mg++を. 0.3cc,金. 菌 量10mg),基 属 イ オ ン(終. α, α´‑dipyridyl(終 と す る.. 3.. 1hr.,. Mg++の. 37.5℃. 0.3cc全. 量3.0cc. 7.2. 影 響. 討 し た.一. 阻 害 す. (DNP)の. 影 響 を 検. 般 に 菌 に 基 質 及 びMg++を. に 際 し,そ れ ら を 添 加 す る順 序 に よ りMg++の. よ り打 消 さ れ る(B図).. 初Mg++‑DNP,或. はDNP‑Mg++の. 費 は 見 ら れ ず,. に 於 て はMg++の. Mg++がDNPの. 加え て 阻害. 与 え る. 第2図. O2消. pH 6.2. 呼 吸促 進作 用は 殆 ん ど現わ. れ な い に 拘 ら ず,や れ る(E,. 後. よ り促 進 さ れ た. 効 果 を 助 長 す る こ と が 示 さ れ て い る.. phosphorylationを. 2, 4‑dinitrophenol. 費 はDNPに. もO2消. 4‑. 後に. にsuccinate,最. 順 に 加 え て 置 く と 最 後 にsuccinateを. 呼 吸 促 進 作 用 に 対 す る2,. oxidative. 初 にMg++,次 加 え る とMg++に. (3)最. よ る 呼 吸 促 進 作 用 の 性 状 を 検 討 す. る た め, る24). pH. O2消. 0.3cc,. の 濃 度 のDNP. 加 え て も 何 等 影 響 を 及 ぼ さ な い(C. にDNPを. 濃 度10‑2M). 濃 度10‑4M). 濃 度10‑3M). dinitrophenolの Mg++に. 質(終. 加 え て も.こ. 費 の 阻 害 は 認 め ら れ な い.最. 図).(2)最 菌 液2.0cc(湿. 初 にDNP,. は り同 様 の 現 象 が 認 め ら. F図).(4)こ. の 様 なMg++.. DNP. 間 の 呼 吸 阻 害 に 於 け る 協 力 的 作 用 はsuccinate 費 に 対 す るMg++,. 2.4‑dinitrophenolの. 影 響. 呼. 吸促 進 効 果 に差 異 の見 ら れ る こ とは 赤 沢 も報 告 し て い る 通 り で あ つ て, Mg++は. 基 質 と同時 にか. 或 は 基 質 に 先 立 つ て加 え ない と効 果 を現 わ さな い.而. し て これ と同 様 に. DNPの. 阻 害 効 果 に も,基. 質, Mg++,. DNPの. 三者. を 菌 に 加 え る順 序 に よ り か な りの 差 異 が 見 ら れ る そ こで 特 に この 点 に 留 意 し て 第2図. に 示す 実 験 を. 行 つ た.即. ち菌に 基質. (succinate), Mg++,. DNP. S:基. 質succinate,. 菌 液(湿. 菌 量10mg). を種 々 の 順 序 で30分 置 き. 度10‑3M). 0.3cc,. に 逐 次 添 加 し,こ. DNP濃. の 間10. 度:. 10‑4M. DNP:. 2.4‑dinitrophenol. 2.0cc,基. 質(終. DNP 0.3cc,全 (pH. 7.2),. 濃 度10‑2M) 量3.0ccと. 10‑5M. (pH. 0.3cc, す る,. 6.2).. Mg++(終. 37.5℃,. 濃.
(6) 158. 松. ‑Mg++‑DNP. 浦. ,或 はsuccinate‑DNP‑Mg++. 慶. 之. 即 ちMg++添. 加 に よ り Δ7P,. の 順 に 添 加 し た 場 合 に 於 て も う か が わ れ,. 炭 糖,. Mg++が. 合 物)にincorporateさ. 存 在 し な い とDNPの. れ な い に 拘 ら ず,. Mg++が. 阻 害 は認 め ら 加 わ る こ とに よ り. 阻 害 が 現 わ れ て 来 る. 以 上 の 如 くMg++の. 呼 吸 促 進 作 用 はDNP. 3炭 糖,焦. Ba溶. 性 ブ ドー 酸 そ の他 の 燐 酸 化 れ るP32は 質 燐,蛋. 不 溶 性 燐(脂. など)に. つ い で も 多 少 の 増 大 が 見 ら れ る.而. し て Δ7Pにincorporateさ. 白 燐,核. 燐 酸 代 謝 の 関 与 が 予 想 さ れ る.. る か に 上 廻 つ て お り, Mg++がATPな. Mg++の. 影 響 を し ら べ た.即. 時 間incubateし P32の. た 後,菌. 響 を 見 た.分. 画 に 入 つ て 来 るP32の 数 と し て 表 わ す と 第7表 第6表. 呼 吸 時 の 燐 酸 代 謝 に 及 ぼ すMg++ の 影 響(Sh.. dysenteri. 3). 1. 体内に 摂 取 された. れ に 及 ぼ すMg++の. 画 は 第6表. 第7表. succinate或. 基 質 と し て 加 え て37.5℃,. 分 布 状 態 と,こ. を 促 進 す る こ と を 示 し て い る.. ちP32O4を. 含 む 燐 酸 緩 衝 液 に 菌 を 浮 游 さ せ, はpyruvateを. どの. れ を 確 め るた め. 用 い 菌 の呼 吸 時 に於 け る 燐酸 代 謝 に 及. ぼ すMg++の. に 見 られ る呼 吸 促 進 を は. 高 エ ネ ル ギ ー 燐 酸 化 合 物 の 関 与 す る燐 酸 代 謝. 呼 吸 促 進作 用 に燐 酸 代謝 が 関 与す. る と い う 想 定 の も と に,こ P32を. 影響. 酸燐. れ るP32のMg++. に よ る 増 大 は 第2表. 燐 酸 代 謝 に 及 ぼ すMg++の. 著 し く増. 大 し,酸. を 適 当 な 順 序 に 加 え る こ と に よ り 打 消 さ れ,. 4.. 存 族(6. に 従 つ て 行 い,各 量 を2分. 影 分. 間 の カウ ン ト. に 示 す 結 果 と な つ た.. 燐 酸 化 合 物 の分 面 (Schneider法). 菌 液(湿 1.0cc,. 菌 量210mg) Mg++. 7.0cc,基. (終 濃 度10‑4M). 衝 液(P3210μcを. 含 む). pH. incubation. 7.2,. 37.5℃,. 質(終 1.0cc,. 1.0cc全. 濃 度M/50) M/50燐. 量10.0ccと. 酸 緩 す る,. 1hr.. Ⅳ. 総 括 及 び 考 案 細 菌 体 を 培 地 よ り集 菌 後,緩 衝 液 で 洗 滌 す る こ と に よ り或 る種 の酵 素 系 の 機 能 が 衰 弱 し,た め に 呼 吸 量 の 低 下 が 現 わ れ るが, Mg++, Fe++,. Mn++な. ど二 価 金 属 イ オ ン を 改 め て 添. 加 す る と回 復 す る.こ れ は 赤 沢 が 報 告 し て い る如 く,主. と し て 洗 滌 操 作 に よ り菌 体 内 の 酵. 素 作 用 に 必 要 な これ ら金 属 イ オ ン が 菌 体 外 に 失 わ れ る こ とに よ る と考 え て さ しつ か え な い と思 わ れ る. 洗滌 に よる金属 イ オン の損失 は 菌種 に よ り 難 易 の 差 異 が 見 られ(第1表),. Sh. dysenteri 3. は 容 易 に 金 属 イ オ ン欠 乏 状 態 に な り う るが, チ フ ス菌,ブ. ド ー球 菌 で は 一 般 に な り難 く,. これ は 金 属 イ オ ン の 細 菌 膜 透 過 性 の 差 異 に よ る も の と推 察 す る.チ フ ス菌,ブ. ドー 球 菌 な.
(7) 赤 痢 菌 の 代 謝 に 関 す る研 究. 159. ど に 於 て も洗 滌 後 数 時 間 緩 衝 液 に 浮 游 し て 放 置 す る と,金. 属 イ オ ン欠 乏 状 態 に な り イ オ ン. 添 加 の 効 果 が 顕 著 に な る.但. し こ の 場 合 に は,. 同 時 に 酵 素 自 体 の 衰 弱 も 亦 ま ぬ が れ ぬ よ うで あ る.. れ る も の と 解 釈 さ れ る.但. 二 価 金 属 イ オ ン に よ る呼 吸 促 進 効 果 は 基 質 に よ つ て も 又 差 異 が 見 ら れ,各 にglucose,. pyruvateに. 菌 共 一 般. 於 て 著 し く, lactate,. acetateで. は こ れ に 次 ぎ,. malateで. は 殆 ん ど 認 め ら れ な い.従. pyruvate,及. succinate,. fumarate, つ て. び これ と 代 謝 経 路 に 於 て 密 接 な. 関 連 の あ る 基 質 で イ オ ン効 果 が 顕 著 で あ る と 言 い 得 る.然. しSh.. dysenteri. 3に. 於 ては. に 於 け るsuccinate基. しSh.. dysenteri. 3. 質 の 場 合 に 関 し て は,金. 属 イ オ ン に よ る 呼 吸 促 進 がfumarate,. malate. の 場 合 に 比 し 著 明 に 現 わ れ る こ とか ら し て, succinateの. 酸 化 に 於 け る 金 属 イ オ ン の 作 用 は,. こ の 酸 化 を 完 全 酸 化 に 近 づ け る こ と の 他 に, succinate→fumarateの. 反応 自体 を も 促進 す. る も の と 推 定 さ れ る. Mg++,. Fe++,. Mn++は. 何 れ も 多 くの 実 験. succinateを. 基 質 と した 際 に も著 明 な 効 果 が 認. に 於 て 類 似 の 効 果 を 示 す の が 認 め ら れ る が,. め ら れ,こ. れ はsuccinate酸. α,α ´‑dipyridylの. 化 に 関 与 す る酵. 素 系 に 於 け る他 菌 との 若 干 の 差 異 を 暗 示 す る. る に,. も の と 推 察 す る.. し う る が,. 呼 吸 商(RQ)に. 対 け る 金 属 イ オ ン添 加 の 影. 響 を 見 る に(第2表),. pyruvateを. た 場 合 のRQはMg++,. Fe++,. に よ り 多 少 減 少 し,又. Mn++の. 添加. イ オ ン 添 加 に よ るO2消. 費 量 の 増 大 は 基 質pyruvateの を 上 廻 つ て お り,更 醋 酸)の. 基 質 とし. 消 失 量 のそれ. に又揮 発 動 生酸(主. として. 生 成 は イ オ ン 添 加 に よ り減 少 す る.. Fe++の. 阻 害 実 験(第4表)よ. 作 用 はMg++に. Mn++で. 推 定 さ れ,従. よつ ては 代行. は 完 全 に は 代 り得 な い と. つ て これ ら イ オ ン の 作 用 点 は 一. 個 所 で は な く,そ. の 一 部 分 はFe++,. で も 有 効 で あ る が,. Mg++以. 行 し 得 な い 部 位 も あ る も の と 推 測 さ れ る. 次 にMg++を. 代 表 と し て 金 属 イ オ ン の呼 吸. 促 進 作 用 に 対 す る2,. 4‑dinitrophenol. DNPの. 菌 に 於 て は(1)の. 添 加 順 序 に よ りMg++及. びDNPの. 異 が 認 め ら れ(第2図),. DNP‑基. (RQ=2)…. (RQ=1.2)…. 属 イ オ ン 添 加 に よ り(2)の. DNPの. 反 応,. は 著 明 で な い.而. 3に. 場 合,イ. オ ン 添 加 に よ りRQは. 増 大 し,又. 於 て はsuccinateを. 基 質 とした わず か な が ら. 反 応 生 成 物 と し て の揮 発 性 酸 の 減. 少 も 認 め ら れ,. pyruvateの. 場合 同様 完 全 酸化. の 方 向 に 傾 く も の と 推 察 さ れ る.こ pyruvate或. Sh.. はsuccinateをacetyl. の こ と は, donorと. た 生 菌 に よ るsulfanilamideのacetyl化. し が 金. れ らの. 効果 に差 質‑Mg++,. 質‑DNP‑Mg++,基 順 序 に 添 加 し た 場 合 に は,. …(2). 即 ち 完 全 酸 化 に 傾 む く も の と 思 わ れ る. dysenteri. 質‑DNP,基. 質‑Mg++‑DNPの. CH3・CO・COOH+5/2O2→3CO2+2H2O. が 重 く,金. 三 者 を 添 加 す る に 際 し て は,そ. Mg++‑基. …(1). (DNP). に 基 質, Mg++. これ ら の こ とか ら考 察 す るに 金 属 イオ ン 欠 乏. CH3・CO・COOH+1/2O2→CHCOOH+CO2. Mn++. 外 の もので は代. の 影 響 に つ き 検 討 を 加 え る.菌. 反応 の比重. り見. 阻 害 効 果 は 全 く 認 め ら れ な い か,或. DNPを. る に 基 質 に 先 立 つ てMg++,. 添 加 す る こ と に よ りDNPの. 呼吸阻害. 効 果 は 最 高 度 に 発 揮 さ れ,呼. 吸 は 完全 に停 止. す る.即. 阻害 作 用 に対 し. ちMg++はDNPの. 協 力 的 に 働 く も の と 解 さ れ る. fructokinaseに K+, Mg++,. Mg++を. Hers25)は. 関 す る 報 告 に 於 て,こ 必 要 と し,酵. ATPの. 場合 に のみ. の 状 態 で は 不 活 性 で あ り,. 属 イ オ ン 添 加 に よ り減 少 す る こ と か ら も 確 認. 従 つ てK+,. さ れ る.即. 素 に 加 え ら れ た 時 に 最 高 の 活 性 を 示 す と解 釈. ち 金 属 イ オ ン 添 加 に よ り(3)の. 応 が 促 進 さ れ る 結 果,. (1)(2)の. 反. 反 応 が抑 制 さ. し て い る.. Mg2+,. の酵 素 は. 素 蛋 白 に 対 す るK+,. 結 合 状 態 が(1)の. 活 性 を 示 し,(2). 肝. ATPが. 一 定 の割 合 で酵.
(8) 160. 松. 浦. 慶. 之. て,呼. 吸 促 進 作 用 も 亦 これ に 帰 す こ とが 出 来. る と推 定 さ れ る.事. 活性 型. く の 酵 素 がMg++,. 不 活 性 型. (1). 質, Mg++,. DNPを. 述 の 如 く ,菌. 質,. DNP(或. も知 れ な い)な. 呼 吸 促 進 作 用 がDNPで. す る 阻 害 剤 で あ り,従. P32を. 阻害 され る DNP. phosphorylationに つ てMg++の. 対. 作 用 点. 取P32の. 質. 添 加 して. 及 び こ れ に 対 す るMg++添. 加 の影 響 を検 討 し. た 結 果(第7表),. 加 に よ り, Δ7P即. ちATPそ. 存 族 即 ち 六 炭 糖,三. 膿. 体 を緩 衝液 で洗 滌 す る こ 々. 各 菌 共 金 属 イ オ ン に よ り呼 吸 促 進 を う. け る 基 質 はglucose, dysenteri. 3に. pyruvateで. あ り, Sh.. 於 て は 更 にsuccinateの. 場合 に. も 著 明 な 呼 吸 促 進 を うけ る. (2). 金 属 イ オ ン の 作 用 は 基 質 の酸 化 を 完 全. 3に. 於 け るsuccinate基. succinate→fumarateの. (3)金. どの. にSh.. 質 の場 合に. 反応 も亦促 進す. 属 イ オ ン の 作 用 点 は 酸 化 と 共 軛8た. 燐 酸 代 謝 で あ る と 推 察 す る. 終 りに 臨 み 終 始 御 懇篤 な る 御 指 導 と御 校 閲 を 賜 つ. こ れ ら の こ と を 綜 合 す る にMg++,. Fe++,. た 恩 師 村 上 敏 授 に 深 甚 の 謝 意 を 表 し,併 せ て 放 射 性. どの 二 価金 属 イオ ンの細 菌代 謝 に於. け る作 用 点 は 酸 化 と共 軛 す る燐 酸 代 謝 で あ つ. 参 1) Stumpf,. P.. Green. K., K.. Zarudnaya,. J. Biol. Chem., G. W. E., and. Chem.,. and. 167, 817,. A. A. Lardy.. 考. D.. E.. 1947. J. Biol.. 180, 13, 1949.. 3) Najjar, V.. A.. 同 位 元 素 に 関 し御 指 導.其御 協 力下 さつ た 金 政 氏 に 感 謝 す る次 第 で あ り ます.. 文. 献 1951.. 7) Warburg,. O., and. Z., 310, 384, 8) Lutwark‑Mann,. J. Biol. Chem.,. 175, 281,. 1948.. Z., 281, 9) Lohmann,. 4) Paladini,. A. C., et al.: Arch.. Biochem., 23,. 55, 1949.. Z., 273,. Christian:. Biochem.. Metaholism. S. S.. C., and T. Mann:. Biochem.. 140, 1935. K.,. and O.. Chem.,. Meyerhof. 189,. 617,. 10) Kalcher,. Biochem,. 60, 1934.. P. D., and et al. 149, 529, 1943.. 1,480.. J. Biol.. W.. 1942.. Boyer,. 5) Phosphorus. 6) Cohen,. 腸 菌,緑. の 実 験 を 行 つ て 次 の こ と が 明 ら か に さ れ た.. と な つ た.. 2) Plaut,. ド ー 球 菌,大. る も の と 推 定 さ れ る.. 関 与 す る燐 酸 代 謝 を 活 性 化 す る こ とが 明 らか. Mn++な. ど二 価金 属 イオ ン. と に よ り金 属 イ オ ン 欠 乏 菌 と し て 用 い,種. は,. るP32の. Mg++がATPな. 論. Mn++な. フ ス 菌,ブ. dysenteri. 炭 糖, pyruvate. な ど の 燐 酸 化 合 物 にincorporateす 著 明 な 増 大 が 認 め ら れ,. 同様 の作 用. 酸 化 に 近 づ け る も の と 考 え ら れ,更. の 他 の 高 エ ネ ル ギ ー 燐 酸 化 合 物,並. び にBa溶. Fe++,. 結. 菌 を 供 試 菌 と し,菌. (1). 菌 体 内 に於 け る分 布. Mg++添. ,Mn++と. の 細 菌 代 謝 に 於 け る 作 用 点 を 知 る 目 的 で,赤. れ を 更 に 確 認 す る た め,. はsuccinateを. incubateし,摂. Mg++,. 痢 菌,チ. 含 む 燐 酸 緩 衝 液 に 菌 体 を 浮 游 し,基. と し てpyruvate或. Ⅴ.. れ に せ よ. も酸 化 と共 軛 し た 燐 酸 代 謝 に 関 す る 酵 素 系 と 目 さ れ れ る.こ. Mg++. 定 の 順 序,. 性 質 の も の で あ る こ と は 確 か で あ る. は 周 知 の 通 りoxidative. よる活性 化 は余 り. 後 の 研 究 に 待 た ね ば な ら な い.. れ を それ らの もの. が 奪 い 合 う結 果 と 推 測 さ れ る.何 Mg++の. ど 二 価金 属 イ オ. を もつ もの か 否 か は 疑 問 の 残 る点 で あ つ て今. 関 与 す るか. ど が 結 合 す る 際,一. 及 び 結 合 部 位 が あ つ て,こ. Mn++な. だFe++に. 知 ら れ て お ら ず,. 素 に対. はATPも. こ ろ で あ る .た. に基. 添 加 す る 順 序 に よ り, DNY. の 効 果 に 差 異 の 生 ず る こ とは,酵 Mg++,基. 酸 代 謝 に 関す る多. ン で 活 性 化 さ れ る こ と は 広 く知 ら れ て い る と. (2). こ の 考 案 を 引 用 す れ ば,上. 実,燐. H. M. . J.. J. Biol.. Biol. Chem.,. Chem.,. 149,. 127.
(9) 赤 痢 菌 の 代 謝 に 関 す る研 究. 17). 1943. 11). Caputto,. R.:. 12). Kuplan,. Nathan,. Biol. 13). 14). Chem., B.,. J.. Chem.,. Biol.. Milton,. 赤 沢:岡 66巻,. 16). Chem.,. O.,. H.. H., Soc.. Biol.. 176,. Mackler,. Proc. 15). J.. and. 459,. R.. P. M. Exp.. Fuld, Med.,. 松 浦,赤. 1,. 沢:日. 801,. Lipmann:. and. D.. 165,. 176,. and 79,. J.. and. W.,. et. Tissue. al.:. Manometric. Metabolism.. 標 準 生 化 学 実 験 法.文. 19). 斉 藤:光. Tech. 江 堂,. 1949. 36.. 電 比 色 計 に よ る 臨 床 化 学 検 査.南. 山 堂,. 253.. 1955.. 20). 標 準 生 化 学 実 験 法.文. E. S. Perling.. 21). 菊 池 他:最. 新 医 学,. 22). Feigl,. Qualitative. 5号,. 1009,. F.:. Tupfelreaktionen,. 1954.. 23). 本 細 菌 学 会 中. W.. 18). E. Green. 349.. 66巻,. Umbreit, niques. 1951.. 1948.. 149,. 山 医 学 会 雑 誌, 6号,. F.. Mahler,. 210,. 189,. 161. Feigl,. F.:. 江 堂, 6巻,. ・ 四 国 支 部 会, 24). Tepley,. 9号,. 822,. Analyse. Mit. Hilfe. von. Analyse. Mit. Hilfe. von. Biochem.,. 24,. 383,. Qualitalive. L. J.:. 1951.. 432.. Tupfelreaktionen,. 1953.. 136.. 431. Arch.. 1949.. Department of Bacteriology, Okayama University Medical School (Director. Prof. Dr. S. Murakami) Studies Report. 1:. The. point. on the. metabolism. of action. of metal. of B.. dysenteriae. ions on bacterial. metabolism.. By Yoshiyuki. Matsuura. Washing of organisms by phosphate buffer results in the decrease of their respiration, and the addition of divalent metal ions such as Mg++, Fe++, Mn++ restores the decrease. This study is performed to determine the mechanism of action of such metal ions by observing the influence of these ions on the metablism of metal ion deficient organisms; some strains of Sh. flexneri, Sh. dysenteri, citreus, E. coli, Pseudomonus aeruginosa.. S. typhi,. Staphyl.. albus, Staphyl.. aureus,. Staphyl.. (1) The respiration in which glucose or pyruvate are substrates can be accelerated by metal ions and moreover in the case of Sh. dysenteri 3, succinate is the substrate in which respiration is accelerated too. (2) case. of. The action of metal ions seemed to cause the reaction to perfect oxidation and in the Sh,. dysenteri. 3. succinate. →. fumarate. reaction. is. accelerated. too.. (3) It is concluded that metal ions act on enzyme system concerning phosphorus lism coupled with oxidation and this action results in the acceleration of respiration.. metabo.
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