Development and application of novel inhibitor targeting quorum sensing of gram-positive bacteria

• Project/Area Number: 19380053
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: NAKAYAMA Jiro Kyushu University, 大学院・農学研究院, 准教授 (40217930)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NAGATA Koji 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (30280788)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥14,690,000 (Direct Cost: ¥11,300,000、Indirect Cost: ¥3,390,000); Fiscal Year 2008: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2007: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: 腸球菌 / クォーラムセンシング / スクリーニング / 阻害剤 / ゼラチナーゼ / 病原因子 / 抗感染症剤 / ポスト抗生物質

Research Abstract

グラム陽性病原細菌の多くは、環状ペプチドを自己誘導因子"クォルモン"とする菌密度依存的制御機構(クォーラムセンシング : QS)により病原性の発現を制御している。本研究では、グラム陽性細菌の抗感染症剤の開発を目指したQS阻害剤の創製研究を行った。その結果、既知の糸状菌二次代謝産物ambuic acidが、腸球菌、ブドウ球菌、リステリア菌の環状ペプチドクォルモンの生合成を10μMレベルで阻害し、腸球菌においては病原因子であるゼラチナーゼの生産、ブドウ球菌においては病原因子であるヘモリシンの生産を阻害することを見出した。

Research Products

• [Journal Article] Ambuic acid inhibits the biosynthesis of cyclic peptide quormones in gram-positive bacteria (2009)
  • Author(s): Nakayama, J., Uemura, Y., Nishiguchi, K., Yoshimura, N., Igarashi, Y., Sonomoto, K.
  • Journal Title: Antimicrob. Agents Chemother. 53(2) Pages: 580-586
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure-activity relationship of gelatinase biosynthesis-activating pheromone of Enterococcus faecalis (2009)
  • Author(s): Nishiguchi, K., Nagata, K., Tanokura, M., Sonomoto, K., Nakayama, J.
  • Journal Title: J. Bacteriol 191(2) Pages: 641-650
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ambuic acid inhibits the biosynthesis of cyclic peptide quormone in gram-positive bacteria (2009)
  • Author(s): Nakayama, J., Uemura, Y., Nishiguchi, K., Yoshimura, N., Igarashi, Y., Sonomoto, K.
  • Journal Title: Antimicrob. Agents Chemother. 53 Pages: 580-586
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structure-activity relationship of gelatinase biosynthesis-activating pheromone of Enterococcus faecalis (2009)
  • Author(s): Nishiguchi, K., Nagata, K., Tanokura, M., Sonomoto, K., Nakayama, J.
  • Journal Title: J. Bacteriol. 191 Pages: 641-650
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Siamycin attenuates fsr quorum sensing mediated by gelatinase biosynthesis-activating pheromone in Enterococcus faecalis (2007)
  • Author(s): Nakayama, J., E. Tanaka, R. Kariyama, K. Nagata, K. Nishiguchi, R. Mitsuhata, Y. Uemura, M. Tanokura, H. Kumon, K. Sonomoto
  • Journal Title: J. Bacteriol. 189(4) Pages: 1358-1365
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 腸球菌のクォーラムセンシングを制御する環状ペプチドフェロモン(GBAP)の構造および機能解析 (2009)
  • Author(s): 西口 賢三, 永田 宏次, 佐藤 まみ, 田之 倉優, 園元 謙二, 中山 二郎
  • Organizer: 2009年日本農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 腸球菌のクオラムセンシングを制御する環状ペプチドフェロモンGBAPの生合成機構の解明 (2009)
  • Author(s): 吉村 憲人, 西口 賢三, 軸屋 博之, 園元 謙二, 中山 二郎
  • Organizer: 2009年日本農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] グラム陽性菌のクオラムセンシング阻害剤の開発と展望 (2009)
  • Author(s): 中山二郎、西口賢三、永田宏次、田中笑美、上村結美、吉村憲人、五十嵐康弘、園元謙二
  • Organizer: 2009年日本農芸化学会大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] グラム陽性菌のクオラムセンシング阻害剤の開発と展望 (2009)
  • Author(s): 中山 二郎, 西口 賢三, 永田 宏次, 田中 笑美, 上村 結美, 吉村 憲人, 五十嵐 康弘, 園元 謙二
  • Organizer: 2009年日本農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] グラム陽性菌の環状ペプチドをオートインデューサーとするクオラムセンシングの阻害剤開発 (2008)
  • Author(s): 中山二郎
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-11
• [Presentation] グラム陽性菌の環状ペプチドをオートインデューサーとするクオラムセンシングの阻害剤開発 (2008)
  • Author(s): 中山 二郎
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-11
• [Presentation] 腸球菌のquorum sensingを制御する環状ペプチドフェロモンGBAPの生合成に関与する膜タンパク質FsrB'の機能解析 (2008)
  • Author(s): 吉村 憲人, 西口 賢三, 軸屋 博之, 園元 謙二, 中山 二郎
  • Organizer: 第15回日本生物工学会九州支部熊本大会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2008-12-06
• [Presentation] Development of inhibitors targeting cyclic peptide-mediated quorum sensing in Gram-positive bacteria (2008)
  • Author(s): Jiro Nakayama, Kenzo Nishiguchi, Yumi Uemura, Emi Tanaka, Kenji Sonomoto
  • Organizer: The 4^<th> Japan-Netherlands Joint Seminar on Enzyme Science and Biotechnology
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-09-30
• [Presentation] 腸球菌のクォーラムセンシングを制御する環状ペプチドGBAPのin vitroにおける生合成系の構築 (2008)
  • Author(s): 吉村憲人, 西口賢三, 上村結美, 中山二郎, 園元謙二
  • Organizer: 第45回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州(学生賞)
  • Year and Date: 2008-07-05
• [Presentation] 腸球菌のクォーラムセンシングを制御する環状ペプチドGBAPのin vitroにおける生合成系の構築 (2008)
  • Author(s): 吉村 憲人, 西口 賢三, 上村 結美, 中山 二郎, 園元 謙二
  • Organizer: 第45回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州
  • Year and Date: 2008-07-05
• [Presentation] 腸球菌のクォーラムセンシングを制御する環状ペプチドクォルモン(GBAP)の2つの芳香族アミノ酸は受容体への結合に関与する (2008)
  • Author(s): 西口 賢三、中山 二郎、永田 宏次、田之 倉優、園元 謙二
  • Organizer: 日本農芸化学会2008年度大会
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] リステリア属細菌のagr様遺伝子群にコードされる環状クォルモンの構造決定 (2008)
  • Author(s): 朱雀 奈津子、西口 賢三、善藤 威史、中山 二郎、園元 謙二
  • Organizer: 日本農芸化学会2008年度木会
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 糸状菌二次代謝産物を対象とした腸球菌のクォーラムセンシング阻害物質の探索 (2008)
  • Author(s): 上村 結美、中山 二郎、五十嵐 康弘、西口 賢三、園元 謙二
  • Organizer: 日本農芸化学会2008年度大会
  • Place of Presentation: 名城大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 環状ペプチドを自己誘導因子とするグラム陽性細菌のクォーラムセンシング (2008)
  • Author(s): 中山 二郎
  • Organizer: 日本農芸化学会関東支部2007年度第2回支部例会
  • Place of Presentation: 東京大学農学部
  • Year and Date: 2008-02-23
• [Presentation] リステリア属細菌のagr様遺伝子群にコードされる環状ペプチドの構造決定 (2007)
  • Author(s): 朱雀 奈津子、西口 賢三、善藤 威史、中山 二郎、園元 謙二
  • Organizer: 2007年度日本農芸化学会中四国・西目本支部合同大会
  • Place of Presentation: 山口大学
  • Year and Date: 2007-09-15
• [Presentation] 腸球菌のquorum sensing自己誘導ペプチド(GBAP)の構造-機能相関研究 (2007)
  • Author(s): 西口 賢三、中山 二郎、永田 宏次、田之 倉優、園元 謙二
  • Organizer: 第44回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場
  • Year and Date: 2007-07-07
• [Presentation] Two aromatic amino acid residues of GBAP are involved in the receptor binding in Enterococcus faecalis quorum sensing (2007)
  • Author(s): K. Nishiguchi, J. Nakayama, K. Nagata, M. Tanokura, K. Sonomoto
  • Organizer: ASM conference in cell-cell communication in Bacteria
  • Place of Presentation: Austin, Texas, USA
• [Presentation] Detection and structural elucidation of putative autoinducing peptides encoded by agr-like gene clusters of gram-positive bacteria (2007)
  • Author(s): J. Nakayama, N. Sujaku, K. Nishiguchi, T. Zendo, K. Sonomoto
  • Organizer: ASM conference in cell-cell communication in Bacteria
  • Place of Presentation: Austin, Texas, USA
• [Presentation] Two aromatic amino acid residues of GBAP are involved in tlle receptor binding in Enterococcus faecalis quorum sensing (2007)
  • Author(s): K. Nishiguchi, J. Nakayama, K. Nagata, M. Tanokura, K.Sonomoto
  • Organizer: ASM conference in cell-cell communication in Bacteria
  • Place of Presentation: Austin, Texas, USA
• [Presentation] Detection and structural elucidation of putative autoinducing peptides encoded by agr like gene clusters of gram-positive bacteria (2007)
  • Author(s): J. Nakayama, N. Sujaku, K. Nishiguchi, T. Zendo, K. Sonomoto
  • Organizer: ASM conference in cell-cell communication in Bacteria
  • Place of Presentation: Austin, Texas, USA
• [Book] バイオフィルムの基礎と制御, 第2章第4節 (2008)
  • Author(s): 中山二郎、吉田明弘
  • Publisher: NTS
• [Book] バイオフィルムの基礎と制御 第2編 第2章 第4節2 (2008)
  • Author(s): 中山 二郎、吉田 明弘
  • Total Pages: 14
  • Publisher: NTS