ボツリヌス菌毒素(ボツリヌストキシン)

Clostridium botulinum 由来のボツリヌス神経毒素（BoNT）は、世界最強の毒素の1つです。A型～G型（BoNT / A～G）と命名された7種類の抗原性の異なる毒素が同定されています。これらのボツリヌス神経毒は、1種以上の無毒成分（Nontoxic neurotoxin-Associated Proteins, NAP）と複合体を形成した形でボツリヌス菌から産生されます。無毒成分の機能は、神経毒を消化酵素や酸性環境、熱から保護し、また宿主の腸管バリアを通過させる機能も有するという点で、食餌性ボツリヌス症発症に重要な機能を持ちます。

ボツリヌス毒素は、150 kDaの単一ポリペプチド鎖として産生された後、細菌自身あるいは消化液中のプロテアーゼにより、ジスルフィド結合で重鎖と軽鎖が連結した形となります。100 kDaの重鎖は神経細胞への結合と細胞内への移行に関与し、毒性を担う50 kDaの軽鎖は、シナプスでの情報伝達に不可欠な、シナプス小胞融合機能を持つ標的タンパク質群（SNAREs, Soluble N-Ethylmaleimide-Sensitive Factor Attachment Protein Receptors）を切断する亜鉛依存性プロテアーゼの機能を有します。

研究におけるボツリヌストキシンの使用
ボツリヌストキシンは、小胞輸送の研究やトキシン自体の高度な毒性に関するメカニズムの解明、ならびにシナプス伝達に関与するさまざまな事象の解明を目的とした研究において貴重な研究ツールです。150 kDのホロ毒素を用いた研究に加えて、組換え非毒性重鎖を用いて毒素の結合特性を評価したり、組換え非毒性軽鎖を用いてプロテアーゼドメインの酵素活性の阻害をスクリーニングすることもできます。

参考文献：
Pickett A. and Perrow K., Toxins (Basel), 3(1), 63～81 (2011). DOI:10.3390/toxins3010063. (Review