【微生物】プラーク形成の仕組み—ムタンとグルコシルトランスフェラーゼ

116C-6  プラーク形成の仕組み—ムタンとグルコシルトランスフェラーゼ

プラークの基質成分、しっかり理解できていますか？

今回は、プラークの基質成分について深く掘り下げていきます。特に、α-1,3グルコシド結合を主鎖とする不溶性グルカン（ムタン）に焦点を当てます。ここは国家試験でも頻出のテーマなので、ぜひ押さえておきましょう。

まず問題を確認しましょう。

正解は、aの「ムタン」です。

ムタンとは何か？

ムタンは、α-1,3グルコシド結合を主鎖とする不溶性グルカンです。これは、ミュータンスレンサ球菌群（Streptococcus mutansやStreptococcus sobrinus）が産生するもので、プラークの形成に大きく関与します。
(α-1,3グルコシド結合とは：グルコース分子がα位の1番炭素と3番炭素で結合したもの。ムタンの主鎖を構成します。)

ミュータンスレンサ球菌群は、グルコシルトランスフェラーゼという酵素を使って、スクロース（ショ糖）からムタンを合成します。この過程で、スクロースはグルコースとフルクトースに分解されます。

そして、

• グルコース：ムタンの材料として使われます。

• フルクトース：細菌の代謝に利用され、酸を産生します。

この酸が歯質を脱灰し、齲蝕の発生・進行に繋がるのです。

他の選択肢とその特徴

b. レバン

• 構成成分：フルクトース

• 結合様式：β-2,6結合

• 性質：フルクタンの一種で、水溶性

• 産生菌：レンサ球菌やアクチノマイセス属の一部

c. イヌリン

• 構成成分：フルクトース

• 結合様式：β-2,1結合

• 性質：植物に多く含まれるフルクタン、食物繊維として知られる

• 備考：人間の消化酵素では分解されにくい

d. デキストラン

• 構成成分：グルコース

• 結合様式：α-1,6結合

• 性質：水溶性グルカン

• 産生菌：レンサ球菌の一部

• 用途：医療での血漿代用品など

e. アミロペクチン

• 構成成分：グルコース

• 結合様式：α-1,4結合（主鎖）とα-1,6結合（枝分かれ部分）

• 性質：デンプンの主成分の一つ

• 備考：植物のエネルギー貯蔵物質

これらの物質は、ムタンとは結合様式や構成成分、性質が異なります。

ムタン形成のメカニズム

1. スクロースの分解：ミュータンスレンサ球菌群のグルコシルトランスフェラーゼが、スクロースをグルコースとフルクトースに分解します。

2. グルコースからムタンへ：分解されたグルコース同士をα-1,3グルコシド結合でつなぎ合わせ、ムタンを合成します。

3. フルクトースの酸産生：フルクトースは細菌の代謝により、酸を産生します。

4. プラーク形成と齲蝕発生：不溶性のムタンが歯の表面に付着し、プラークを形成します。産生された酸が歯質を脱灰し、齲蝕を引き起こします。

重要ポイント：

• ムタンは、不溶性グルカンであり、プラークの粘着性を高めます。

• ミュータンスレンサ球菌群が産生するグルコシルトランスフェラーゼにより、スクロースから合成されます。

• ムタンの存在は、歯の表面に細菌や酸を滞留させ、齲蝕の発生・進行に深く関与します。

• 他の物質（レバン、イヌリン、デキストラン、アミロペクチン）は、構成成分や結合様式が異なり、ムタンとは異なる性質を持ちます。

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このように、プラークの基質成分とムタンの役割を理解することで、齲蝕の発生メカニズムを深く理解できます。国家試験では、これらのキーワードや概念、メカニズムが問われることが多いので、しっかりと押さえておきましょう。