Evaluation of the Susceptibility of Dentin Phosphoproteins to Proteases and Heat Treatment.

Abstract

Phosphophoryn (PP) is a unique phosphoprotein of dentin . Previous investigators have reported that PP degrades during tooth maturation, but its degradation mechanism has not been determined . In this study, we attempted to examine the susceptibility of PP to proteases , using SDS-PAGE with sensitive staining, and we discussed the mechanisms of PP degradation . A human molar, divided into crown and root, was analyzed by SDS-PAGE. The crown fragment contained more lower molecular weight components than the root fragment, indicating that human PP is degraded in vivo during maturation . To examine the mechanisms of the degradation, we investigated the susceptibility of PP to proteases and heat treatment . Rat PP preparations were subjected to matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) , trypsin or heat treatment. Major bands of rat PP were observed at 74 and 70kDa. These two bands were clearly observed in the sample treated with MMP-2 or trypsin, but in the heat-treated sample, the proteins corresponding to the major bands were degraded and only diffuse staining was observed . Enzymatic PP degradation was not observed for MMP-2 and trypsin. The non-enzymatic degradation, such as β elimination , as well as enzymatic processes by other MMPs, might contribute to PP degradation. 抄録:象 牙 質 ホス ホホ リン(PP)は,象 牙質 特有 の タンパ ク質 で あ る。 これ までの研 究 に よ り,歯 の成熟 に伴 いPPが 分 解 を受 け る ことが報 告 され てい るが,そ の分 解機構 は明 らか で はない。本研 究 で は,PPの プ ロテ アー ゼ に対 す る感受 性 をゲル 電気泳 動で 高感度 染色法 を用 い て検 討 し,PPの 分 解機構 につ いて考察 した 。ヒ ト第3大 臼歯 を歯冠 と歯 根 に分割 し,ゲ ル電気 泳動 で分析 した ところ,歯 冠 の ほ うが歯 根 よ り分 子量 分布 が,低 分子 量側 ヘ シフ トして いた。 これ は,ヒ トPPが,in vivoで 分 解 を受 ける こ とを示 して い る 。分 解機構 の解 明 のた め,PP の プロテ アーゼ(MMP-2,ト リプシ ン)ま た は,熱 処理 に対 す る感 受性 を検討 した。 ラ ッ トPPの 主 なバ ン ドは, 74と70kDaに み られ た。MMP-2,ト リプ シン を作 用 させ たサ ンプル は,主 要 なバ ン ドに変化 はな くPPの 分解 はみ られな か った。 熱処 理 した サ ンプルで は主要 なバ ン ドは形 成 されず,diffuseな 染色性 を示 し,PPの 分 解が み られ た。本 研究 で は,MMP-2,ト リプシ ンに関 して,酵 素的分 解 はみ られな かっ た。PPの 分 解 はほか のMMPs によ る酵 素的分 解 と同様 に,非 酵 素的分 解,β 脱 離反 応が重 要 であ る と思わ れた。