赤 痢 菌 の ス ト レ ブ ト マ イ シ ン 耐 性 変 異 と ト リ プ ト フ ア ン 代 謝
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(2) 916. 川井. 図1. SM含. 潔 ・西 井笑 美 子 ・高 橋. 有 培 地発 育 磁 性株 と感 受 性 株. 学 ・本 松 格史. で あ る か を 更 に 検 討 す る 為 に イ ン ドー ル 産 生 量 を 指. の トリブ トプア ナ ー ゼ活 性. 標 と し て 以 下 の 如 き実 験 を 行 な つ た. ト リプ トフ ァ ン 濃 度 をM/10,000と 属ionと. してMg++はMgSO4,. Mn++はMnC12,. し,二. Cu++はCuSO4を. 二 価 金 属ionが. 価金. Fe++はFeSO4, 使 用 した.. 解糖 系及 び終末 呼 吸 系 に対 し重要 な. 役 割 を 果 し て い る こ と は 茲 に 改 め て 述 べ る 迄 もな く, そ の 諸 種 細 菌 の 呼 吸 に 対 す る影 響 に つ い て は 赤 沢9), 松 浦10)の. 報 告 に み ら れ る.こ. び ど タ ミ ン と してB6の くで あ る.ト 10‑3M,. リプ. 10‑4M濃. 属ionで. 度 に お い て,殊. Mg++の. 性 株,感. ン(終. 菌 量10mg),ト. 濃 度M/2000)0.3ml,. 緩 衝 液0.7ml,全. 7.2,. す,. M/50燐. 酸. 37.5℃. つ た がSM非. にV.. B6. 行な. B6. よ り イ ン ドー ル 産 生 が 促 進 さ れ て い る. ト リ ブ トフ ァ ン 分 解(イ 産 生)に. ン ドー ル. 対す る金 属 イ オ ン 及 び. ビタ ミンの影 響. 含 有 培 地 継代 後 の耐 性株 で は ど うで. あ ろ うか, SM非. Mn++,. に も み られ る よ う に 両 株 共 明 ら か にV.. (1mg/cc)に 第2表. 地 に発 育 せ しめて 耐性 株 の 厳 重 なselectionを. い でFe++,. は ト リ プ ト フ ア ナー ゼ の補 酵 素 と考 え られて い る. リ プ ト フ トプ ア pH. 量3.dmlと. 二価金. 受 性 株 共 に 全 くイ ン ド. 順 に 阻 害 が 少 な くな つ て い る.次. が,表 菌 液2.0ml(湿. に10‑3Mで. は 何 れ も 却 つ て 阻 害 が 見 ら れ る. Cu++が. ー ル の 産 生 が み ら れ ぬ .次. 有 培 地 発 育耐 性 株. 如. トフ ァ ン分 解 に 対 し て は 各 々. 最 も 強 度 で あ り,耐. ‑ SM(5000γ/ml)含 … …… 感 受 性株. れ ら 二 価 金 属ion及. 影 響 を 見 た 結 果 は 表2の. 含 有 培 地 に20代 継 代 後で も,耐 性. 度 は尚 高 く保持 され て い る に拘 らず,そ の ト リプ ト フ アナ ー ゼ 活性 は表1の 如 く充 分回 復 して い る.そ こで, SM非. 含 有培 地1代 経 過 後 の もの に つ いて 調. べ たが,こ れ で も既 に トリプ トフ アナ ー ゼ活 性 は殆 ん ど回 復 して い る.こ の こと は トリプ トフア ナ ー ゼ 活 性 の 消 長がSM耐. 性 化 と 直 接 密 接 な 関係 を もた. な い こ とを 示 す 重要 な知 見 と云 わな け れ ばな らない. 第1表. SM非. 含 有 培地 発 育 耐性 株 と 感 受. 性 株 の ト リプ トフ ァ ナ ー ゼ 活 性 (イ ン ドー ル産 生 量)の 時 間 的 比較. 菌 液2,0ml(湿 液(終. 菌 量10mg),ト. 濃 度M/2000)0.3ml,. 酸 緩 衝 液0.7cc,全 第3節. リプ ト フ ァ ン溶 pH. 量3.0ml,. 7.2,. M/50燐. 37.5℃. 菌 液2.0ml(湿 ン0.3ml,. イ ン ドー ル 産 生 に 対 す る金 属 イ オ ン及 びV.. B6の. 第4節. 影響. 両 株 の ト リプ トフ ア ナ ー ゼ 作 用 が ど の よ う な も の. 菌 量10mg),ト. (終 濃 度10‑4M)0.3ml,金 pH. 7.2,全. リプ トフ ァ ン 属 イ オ ン及 び ビ タ ミ. 量3.0ml,. 1hr.. 37.5℃. イ ン ドー ル 産 生 に 対 す る 数 種 阻 害 剤 及 び抗 生 物 質 の 影響. 表3の. 如 く ト リプ トフ ア ナ ー ゼ に 対 し て 阻 害 剤.
(3) 赤 痢菌 の ス トレプ トマ イ シ ン耐 性 変 異 と トリプ トツ ア ン代 謝 第3表. トリプ トフ ァ ン分解(イ. 917. ン ドー ル. トフア ンか ら直接 に生ず る もの と考 え られ る故,筆. 産 生)に 対 す る阻害 剤 及び 抗 生物. 者 は ト リプ トフア ンを 基 質 と して その 分 解能 カ(ト. 質 の影 響. リプ トフ ア ナー ゼ活 性)を イ ン ドール 産生 を指 標 に して 測 定 した.そ の結 果SM含. 有 培地(5,000γ/ce). 発 育 耐性 株 はそ の活 性 がず つ と低 下 して い る,即 ち SM耐. 性 化す る こと に よ り トリプ トプアナ ー ゼ活 性. が 落 ちて くる こ とが 推 定 され る が,次 に耐 性 株 を SM非. 含 有培 地 に20代 継 代 した株 に就 いて 調 べ た結. 果 は その ト リプ トフア ン分 解→ イ ン ドール 産生 は減 弱 して はい な くて,殆 ん ど元通 りに 回復 して い る. 併 し耐性 直 は10,000γ/mlに こでSM(‑)培. 保 持 されて い る.そ. 地 一 代継 代 した株 に 就 いて 同 じ く. その イ ン ドール 産生 量 を測 定 したが 矢 張 りそ の トリ プ トフア ナ ーゼ 活性 は感受 性 株it近 い 迄 に回復 して い る.そ こで トリプ トフア ンを分 解 して イ ン ドー ル に す る トリプ トフ ア ナー ゼ の 活 性 はSM耐. 性化と. 相伴 つ て 消 長す るので は な くて これ は耐性 化 とは直 接関 係 の な い独 立 した酵 素 系 で,耐 性 株 に も トリプ トプ ア ナー ゼ は存在 す る筈 の もの で あ るがSM(+) 培地 に成 育 す る こと に よつて その トリプ トプ アナ ー ゼ の適 応 的 な 産 生 がSMの あ る と考 え られ る. SMが 菌 液2.0ml(湿. 菌 量10mg),ト. リ プ トフ ァ ン. (終 濃 度10‑4M)0.3ml,阻 0.3m1,. pH. 害 剤 及 び抗 生 物 質. 7.2,全. 量3.0ml,. 37.5℃,. Arsenite,. 2, 4‑Dinitrophenolが. 作 用 す る か を 見 た が,こ. い る所 であ る.. 1hr.. どの よ うに. の 場 合NaN3は. 影響な く. 亜 砒 酸 ソ ー ダ は 該 菌 の 呼 吸 は 強 く阻 害 す る に 拘 らず ト リプ ト フ ア ナ ー ゼ 作 用 に 対 して は 殆 ん ど 影 響 を 示 さ な か つ た.. 2, 4‑Dinitrophenolは. 促 進 的 に 働 い た.. 濃 度 に お い て イ ン ド ー ル 産 生 を 強 く阻 害 し. た. Chtoromycetinは10‑3Mに が み られ た.し. 培 地 に 添 加 して トリプ トフア ナー ゼ. 活 性 を 減弱 せ しめた耐 性株 を 用 い感 受 性 株 と 並 行 的 に トリプ トフ ア ン 分 解 に 対 す る 二 価 金 属ion (Mg++, 剤(NaN3,. Fe++,. Mn++,. ASgO3,. (Aureomycin,. お い て 軽 度 な阻 害. か しStreptomycinは10‑3Mで. も. て み たが, TCA. Chloromycetin,. 細 菌 がSM耐. び. 考 案. 阻 害 を来 し, Cu++が. のア ミ. ノ酸 分 解 系 が ど の よ うに 変 る だ ろ うか と い う こ と は 当 然 考 え ら れ るで 事 あ る.そ. こで筆 者 は トリプ トプ. を 使 用 し て そ の ト リプ トフ ア ナ ー ゼ 活 性 を 耐 性 株 と. 原13)等. &. Mn++,. 耐性 株 にお い て も著 明 な促 進効 地 成青 菌 は トリプ. トプ ア ナー ゼ形 成 は阻 害 されて い ると はい え,完 全 で は な く尚 幾 分 そ の 活 性 が 残 つ て お り,そ れ は V, B6に よつ て促 進 可 能 の性 質 の もので あ る.そ れ. ル コー スが 培 地 に存 在 す る時 に も同 じ よ う に ト リ プ ト フ ア ナ ー ゼ の 活 性 が 低 下 す る が, Boyd. 感 受 性 株 に つ い て 比 較 検 討 した. イ ン ド ー ル はHappold. 最 も著 明 でFe++,. は酵 素 の部 分 的 形成 不全 で あ るか と考 え られ る.グ. ア ン を 分 解 し て イ ン ド ー ル と す る 赤 痢 菌 駒 込BIII. Happald12),市. Streptomycin)の. 順 に弱 くな る.こ の点 は興 味 あ る問 題 だ と. 果 が あ り,耐 性株 のSM(+)培. 性 化 す る こ と に よ つ て,そ. Hoyle11),. 害. 生物質. cycle及 び 解 糖 系 の促 進 効 果著 明. 思 われ る. V. B6は 括 及. びV. B6,阻. な二 価 金 属 イ オ ン も トリプ トフ ア ナ ーゼ に対 して は. Mg++の. 全 く阻 害 が 見 ら れ な か つ た. 総. Cu++)及. 2, 4‑Dinitrophenol),抗. 捉 進 或 い は抑 制 の 影響 を 静 止 菌 につ いて 比 較 検討 し. 次 に 抗 生 物 質 の 影 響 を 見 た がAureomycinは 10‑3Mの. 適 応 酵 素 の 形成 を 阻害 す. る こ とは既 にSpiegelman14)、 須 田15)等 が 報 告 して. 次 にSMを NaN3,. ため に 抑 制 され るの で. Berker. &. が 述 べ て い る よ うに トリプ. &. Lichatein16)に よ ると グル コー ス生育 菌 の トリプ ト ファ ナ ーゼ 活性 は ど タ ミンを 含有 しない カゼ イ ン酸.
(4) 918. 川井. 潔 ・西 井笑 美 子 ・高 橋. 学 ・本松 格 史. 加 水 分 解 物 或 い はア ミノ酸 混 合 物 を加 え る こと に よ. ゼの 場 合 も この よ うな高 濃 度 で始 め て 阻害 され るよ. り回 復 し うるが,ビ. うにな るの で あ ろ う と考 え ら れ る. Chloromycetin. タ ミン,ミ. ネ ラ ル 等Cofactor. を 添 加 した の で は充 分 回 復 出来 ない とい う結 果 よ り. 該 酵 素 のApoenzyme部. に つ いて も同 様 の こ とが思 われ る.. の 形成 不 全 に よる ので あ る. 以上 ト リブ トフア ナ ーゼ は耐 性 菌 の 発育 時 に お い. と結 論 して い る.筆 者 等 の 場 合 は上 記 の結 果 か らは. て はSMが. Apoenzymeは. 形 成 され て い るが, Cofactorが 充 分. るに 菌 の生 存 は尚変 化を 受 け ない こ とよ りこ の酵 素. 存 在 して いな い 為 で は な いか と推定 され る訳 で あ る. は非 常 にlabileな 存 在 で あ り,こ の菌 の 生 活現 象 に. が,こ の点 につ い て は更 に詳 細 な今 後 の実験 に俟 た ね ば な らな い と考 え る. 2, 4‑Dinitrophenolの. 存 在 す る事 によ り速 か に減 弱 す る.し か. さ して 必 須 の もの で な い こ とが 想像 され る.そ して これ は適 応 的酵 素 とい うべ き もの で はあ るが その 形. 促 進 効 果 も可成 り見 られ た.. 酸 化 的 脱 炭 酸 の 阻害 剤 と見 徹 され る亜 砒酸 ソ ーダ は この トリプ トフア ナ ー ゼ分解 に対 して殆 ん ど影響 が. 成 に は発 育 を 必要 と し静 止 菌 の状 態 で 簡 単 に基 質 と 接 触 す るだ け で は赤 痢 菌 の場 合,そ の産生 が函難 で あ る と思 われ る.. み られ な い.窒 化 ソ ー ダ も殆 ん ど影響 が見 られ ぬ. 抗 生 物 質 の 中SMは10‑3Mと. 結. い う高濃 度 で も静. 止 菌 の トリプ トフア ナ ーゼ に は殆 ん ど 阻害 効 果 が な い.即 ちSMは. 酵 素 反 応 そ の もの を 阻害 す るの で. 1.. SM耐. 論. 性 株 はSM含. 有 培 地 発育 時 に は トリブ. トプア ナー ゼ 活性 が 低 い.. は な くて,そ の酵 素 の 形 成 を 阻害 す る もの で あ る こ. 2,耐. 性 株 はSM非. 含有 培 地 に継 代 す る ことに よ. とが わ か る.こ の事 よ り ト リプ トプア ナ ー ゼは 既 に. り トリプ トフア ナ ーゼ 活性 は 回復 す るが 耐性 度 は 尚. 菌 体 の 中に あ つ た もの で あつ て基 質 と接 触 す る こと. 維持 され てい る. SM非. に よつ て 適 応 的 に静 止 菌 の 中 に形 成 されて くる もの. 活性 は十分 回 復 し得 る.. で は ない こ とが 分 る.こ の ト リプ トプア ナ ーゼ は 発 育 中 に形 成 され るので あ つ て.さ れ ば こそ,鮒 性菌 はSM(+)培. 地 に発 青 した時 には そ の活 性 が 弱 く,. SM(‑)培. 地 成 育 の もの に 活性 が 高 く現 わ れ た の. で あ る.且 そ のSM添. 加 培 養 の耐性 菌の イ ン ドー. 3.耐. 含 有 培地 一 代 通過 で もそ の. 性株,感 受 性株 共 そ の トリプ トフア ナー ゼ. 活性 は二 価 金属 イオ ンMg++, り阻害 され る. Cu++の. Fe++,. Mn++に. よ. 阻 害 は この 中で最 も著 しい.. V. B6, 2, 4‑Dinitrophenolは. 促 進 作用 が あ る.窒 化. ソー ダ,亜 砒酸 ソー ダ に よ る阻害 は全 くない.. ル時 間 曲線 に お い て も その適 感的 立 上 りはみ られず. 4.オ. ー レオ マ イ シ ン,ク ロロ マ イセ チ ン,ス. ト. 90分 経 過 後 既 に 頂点 に達 した と思 わ れ るに拘 らず イ. レプ トマイ シ ンの 中 オ ー レオ マ イ シ ンは両 株 の静 止. ン ドール の絶 対 量 は感 受性 株 よ り低 かつ た . Aureo‑. 菌 の トリプ トフア ン分 解 作 用 を最 も強 く阻 害 し,ク. mycinは. ロロ マ イセ チ ン も幾分 阻 害効 果を もつ が,ス. 酸 化的 燐 酸 化 を阻 害17)18)す る とい わ れ て. い るが10‑3Mの. 濃 度 に お い て は呼 吸 を も阻 害 す る. こ とがAJL19)等. に よつ て報 告 され て お り この トリ. 5.以. 上 トリプ トフア ナ ーゼ は細 菌(駒 込BIII). プ トフ ァ ン分 解 に対 して も 当該 濃度 で 阻 害 作用 が 顕. のSM耐. 著 であ る. Chloromycetinは10‑3Mの. 推 定 され る.. 濃 度 に おい. トレプ. トマ イ シ ンは全 く影響 が な い.. 性 変 異 と は本 質 的 に密 接 な 関係 が ない と. て 軽 度 の 阻害 が み られ た 。 一般 に 抗生 物 質 の 作 用 は複 雑 で あ る と考 え られ て お り, Avreomycinは. そ の低濃 度 にお い て は発 青 阻. 害 が み られ るが 呼 吸 阻 害 は な く200γ/mlと (約10‑3M)高. いう. 濃 度 で は じめて 呼 吸阻 害 即 ち チ トク. 稿 を 終 るに 臨 み終 始御 懇 篤 な る御 指 導 と御 校 閲 を 賜つ た 恩 師村 上 教授 に深 甚 な る謝 意 を 豪 し,併 せ て 御協 力 下 さつ た 教室 員各 位 に感 謝 致 します.. ロ ーム 系 へ の阻 害 を起 す に至 る,ト リプ トプ ア ナー. 参 1). 秋 葉:医. 学 の あ ゆ み,. 2). 牛 場,渡. 辺:日. 3) Newcombe, Bact-,. 13,. 250,. 本 細 菌 学 雑 誌,. H. B.. 62, 539,. and. 1951.. 考. 349,. Me Gregor,. 献. 4) Demerec: Genetics, 36, 585, 1951.. 1952. 9,. 文. 1954.. J.:. J.. 5) P. H. Smith, E. L. Oginsky, W. W. Umbreit: J. Bact., 58, 761, 1949. 6) Rosanoff,. E. I. and Sevag, M. G.: Antibiot..
(5) 赤 痢 菌 の ス トレプ トマ イ シ ン耐 性 変 異 と トリプ トプア ン代 謝. and Chemoth. 3 (5) . 495, 1953 .. 14) Spiegelman:. 7) 小 山:日. 本 細 菌 学 雑 誌 , 10,. 515,. 8). 後 藤:大. 阪 医 学 会 雑 誌 , 37,. 2413,. 1948 .. 9). 赤 沢:蘭. 山 医 学 会 雑 誌 , 66,. 1009,. 1954. 10). 松 浦:岡. 山 医 学 会 雑 誌,. 11) Happold, 29,. 1918,. 12) Barker, J., 13). 68,. F. C. and Hoyle. 657,. 市 原:化. 153,. 11, 256, 15). 1956 .. L ... 69,. Biochem.. J.,. and Happold , F. C.: Biochem. 1940 .. 学 の 研 究,. 1. ,. A Comparative. 1,. Harbor.. Symp .,. 4,. 11,. 1950. W. L. and Lichstein , H. C.:. J.. .. Bact.,. 584, 1955.. 三 浦: 1952. W. F... Science,. Antibiotics. and. 111, 474,. 1950 .. chemetherapy,. 2,. 152,. .. 19) AjL,. S, J.:. Bact.. Rev.,. 17, 32,. 1953.. 1948.. Study. sensitive. Spring.. 素 化 学 シ ン ポ ジ ウ ム,. 17) Loomis, 18). Cold.. 1946.. 須 田:酵. 16) Boyd,. .. 1935. J. W.. 34,. 1955. 919. on the Tryptophan. Metabolism. and Streptomycin-resistant. of Streptomycin-. Shigella. flexneri. By Kiyoshi Kawai, Manabu Takahashi, Kakushi. Honmatu,. Emiko Nishii Department of Microbiology, Okayama University Medical School (Dirctor: Prof. Dr. Sakae Murakami) There. has. been. mycin-resistant. very. little. bacteria.. differencies. of. resistant. the. Shigella 1.. medium,. metabolism 2a.. The. have. were. as. strains lower. the. this. between. results. quantitatively. on. performed. streptomycin-resistant. they. work. authors. tryptophan flexneri. When. experimental. The. tryptophan. metabolism. experiment. in. order. streptomycin-sensitive. of to. find. and. strepto out. the. streptmycin. follows:. were. grown. tryptophanase. in. the. activity. streptomycin-containing. than. streptomycin-sensitive. strains. 2.. Streptomycin-resistant. absent. in. the. 3. such and. growth. strains medium,. Tryptophanase as. Mg,. Fe,. arsenite. have. Vitamin. B6. but. activity and no. Mn,. restores they. of. but. the. are. both. tryptophanase resistant. strains. inhibitive. is action. activity. to inhibited of. when. streptomycin. Cu. slightly is. streptomycin. is. (10,000ƒÁ/ml).. very. by. divalent. remarkable.. metal. ions. Natrium. azide. effect.. and. 2, 4-dinitrophenol. the. various. accerelates. indole. production. from. tryptophan. by. this. organism. 4. activity. and 5.. to. Of. the. chloromycetin. Tryptophanase. streptomycin-resistant. antibiotics does. is. an. mutation.. slightly, adaptive. aureomycin but enzyme,. inhibits. streptomycin and. considered. most has. no to. markedly. tryptophanase. influence. have. essentially. no. relation.
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