クオルモン分解酵素による青枯病菌細胞外多糖の産生抑制

• 担当機関: （独）農業・食品産業技術総合研究機構 野菜茶業研究所
• 研究期間: 2002～2006
• 研究担当者: 篠原信; 上原洋一; 中島範行（富山県立大学）; 中野明正
• 発行年度: 2006
• 要約: Ideonella sp. 0-0013が生産するクオルモン分解酵素（β- hydroxypalmitate methyl ester加水分解酵素）は、青枯病菌の病原性因子の発現を制御する情報伝達物質であるクオルモンを分解することにより、青枯病菌の主たる病原性因子である細胞外多糖の産生を抑制する。
• キーワード: 青枯病菌、クオルモン、クオラム・センシング、細胞外多糖、クオルモン分解酵素
• 背景・ねらい: 病原細菌はクオルモンと呼ばれる情報伝達物質を自ら分泌し、菌密度の上昇に伴って細胞外クオルモン濃度が高まることを感知して病原性因子を産生、病原性を発現するクオラム・センシングというメカニズムが知られている。トマトなどナス科植物の重要病原細菌である青枯病菌（Ralstonia solanacearum）は、本菌の主たる病原性因子である細胞外多糖産生を制御するクオルモン物質として３- hydroxypalmitate methyl ester (以下、３-OH PAME)を生産することが報告されている。; そこで、新しい青枯病防除技術の開発を目的として、３-OH PAMEを分解するクオルモン分解微生物を自然界より探索するとともに、同分解酵素を分離精製し、本酵素が青枯病菌の細胞外多糖の産生に及ぼす影響を明らかにする。

成果の内容・特徴

1. ３-OH PAMEを主炭素源とする培地を用いた集積培養によって土壌から分離したIdeonella sp. 0-0013の培養上清には、３-OH PAMEに対する分解活性が認められる（図１）。
2. Ideonella sp. 0-0013の培養上清からクオルモン分解活性を示す酵素、β-hydroxypalmitate methyl ester hydrolase (βHPMEH)を抽出・精製でき、精製βHPMEHのK_m値は1.06 mM、V_maxは140.8 μmol/min/mgである。
3. Ideonella sp. 0-0013からβhpmeh遺伝子を単離し、これを基に大腸菌発現ベクターpIE8を作出して大腸菌発現系を構築すると、βHPMEHを大量に生産し、SDS-PAGEで視認することができる（図２）。
4. 大腸菌発現系より調製したβHPMEHを寒天培地に混入（194 μg protein/ml）すると、その培地上で生育する青枯病菌は、主たる病原性因子である細胞外多糖の産生が抑制される（図３）。

成果の活用面・留意点

1. クオルモン分解活性を指標として、病原菌に対する拮抗菌探索を行える可能性がある。
2. 青枯病発病抑制にはクオルモン分解酵素を青枯病菌に直接作用させる技術開発が必要である。

• カテゴリ: 病害虫 青枯れ病 センシング トマト なす 防除