Streptococcus mutans細胞壁多糖の構造と生合成機構

Structure and mechanism of biosynthesis of Streptococcus mutans cell wall polysaccharide.

抄録

ヒトのう蝕の原因菌であるStreptococcus mutansは、細胞の生存に重要な細胞壁に付着したセロタイプc特異的糖鎖（SCC）を発現している。SCCは→3）α-Rha（1→2）α-Rha（1→）の繰り返しからなるポリラムノース骨格とグルコース（Glc）側鎖およびグリセロールリン酸（GroP）装飾からなる。この研究により、SCCは1つの優勢なGlc修飾と、さらに2つのマイナーなGlc修飾を持つことが明らかになった。優勢なGlc修飾は、3-ラムノースの2位に結合したα-Glcで、SccNとSccM糖転移酵素によって導入され、GroPの付加部位となる。マイナーなGlc修飾は、SccPとSccQ糖転移酵素によって導入された3-ラムノースの4位に結合したβ-Glcと、未知の酵素と連動して働くSccNによって導入された2-ラムノースの4位に結合したα-Glcである。主要β-Glc修飾とマイナーβ-Glc修飾の両方が細菌の形態を制御するが、GroPと主要Glc修飾のみがバイオフィルム形成に重要である。

Streptococcus mutans, the causative agent of human dental caries, expresses a cell wall attached Serotype c-specific Carbohydrate (SCC) that is critical for cell viability. SCC consists of a polyrhamnose backbone of →3)α-Rha(1 → 2)α-Rha(1→ repeats with glucose (Glc) side-chains and glycerol phosphate (GroP) decorations. This study reveals that SCC has one predominant and two more minor Glc modifications. The predominant Glc modification, α-Glc, attached to position 2 of 3-rhamnose, is installed by SccN and SccM glycosyltransferases and is the site of the GroP addition. The minor Glc modifications are β-Glc linked to position 4 of 3-rhamnose installed by SccP and SccQ glycosyltransferases, and α-Glc attached to position 4 of 2-rhamnose installed by SccN working in tandem with an unknown enzyme. Both the major and the minor β-Glc modifications control bacterial morphology, but only the GroP and major Glc modifications are critical for biofilm formation.