新規抗生物質カイコシンと、宿主由来活性促進因子との相互作用解析

• Project Area: Chemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity
• Project/Area Number: 26102714
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 浜本 洋 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (90361609)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2014: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: ケミカルバイオロジー / 感染症 / 応用微生物 / カイコ / 抗生物質

Outline of Annual Research Achievements

宿主因子の機能ドメインを欠損したリコンビナントタンパク質を調製し、ライソシンEの抗菌活性に対する影響を検討したところ、野生型のものと比較して抗菌活性の亢進活性が低下していた。次に、ライソシンEと宿主因子の相互作用を解析するため、マイクロカロリメトリーを行ったが、定量的な結果が得られなかった。また、プラズモン共鳴法による解析では、ライソシンEと宿主因子との相互作用が観察されたが、やはり定量的な結果が得られなかった。両者の混合液を注意深く観察したところ、パーティクルサイズが不均一な沈殿物の形成が認められた。従って、ライソシンEと宿主因子は相互作用し、不溶化してしまうと考えられ、マイクロカロリメトリーとプラズモン共鳴法での定量的な解析結果が得られないことが矛盾無く説明できる。
同定した宿主因子は、グラム陰性細菌の細菌表層との相互作用があることが知られていた。そこで、グラム陽性細菌の黄色ブドウ球菌の表層との相互作用について検討した。培地に宿主因子と黄色ブドウ球菌を混合し、菌体を遠心により回収後、表面を洗浄し結合量を検討したところ、宿主因子は濃度依存に菌体表面に結合していることがわかった。また、機能ドメインを欠損したリコンビナントタンパク質は、結合量が低下していた。さらに、菌体表層成分を分画し、宿主成分によるライソシンEの抗菌活性亢進活性に対する影響を検討したところ、ペプチドグリカン画分の添加により亢進活性が低下することが明らかになった。従って、宿主成分は黄色ブドウ球菌の表層構造であるペプチドグリカンと結合し、ライソシンEの抗菌活性を亢進していると考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Identification of lysocin E using a silkworm model of bacterial infection (2016)
  • Author(s): Hamamoto, H. Sekimizu, K.
  • Journal Title: Drug Discoveries & Therapeutics Volume: 10 Issue: 1 Pages: 24-29
  • DOI: 10.5582/ddt.2016.01012
  • NAID: 130005133325
  • ISSN: 1881-7831, 1881-784X
  • Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 新しい抗生物質ライソシンE (2016)
  • Author(s): 浜本洋
  • Journal Title: KAGAKU TO SEIBUTSU Volume: 54 Issue: 3 Pages: 146-148
  • DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.54.146
  • NAID: 130005241178
  • ISSN: 0453-073X, 1883-6852
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel mutation in the vraS gene of Staphylococcus aureus contributes to daptomycin resistance (2015)
  • Author(s): Su J, Iehara M, Yasukawa J, Matsumoto Y, Hamamoto H, Sekimizu K
  • Journal Title: J Antibiot (Tokyo) Volume: 印刷中 Issue: 10 Pages: 646-648
  • DOI: 10.1038/ja.2015.42
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 新規MRSA抗生物質ライソシンEの発見 -カイコを用いる治療効果を指向したスクリーニング創薬 (2015)
  • Author(s): 浜本洋 関水和久
  • Journal Title: 化学 Volume: 70 Pages: 12-16
  • NAID: 40020505825
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Total synthesis and biological evaluation of the antibiotic lysocin E and its enantiomeric, epimeric, and N-demethylated analogues (2015)
  • Author(s): Murai M, Kaji T, Kuranaga T, Hamamoto H, Sekimizu K, and Inoue M
  • Journal Title: Angew. Chem. Int. Ed Engl Volume: 54 Issue: 5 Pages: 1556
  • DOI: 10.1002/anie.201410270
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rational design, synthesis, and biological evaluation of lactam-bridged gramicidin a analogues: Discovery of a low-hemolytic antibacterial peptide (2015)
  • Author(s): J. Mao, T. Kuranaga, H. Hamamoto, K. Sekimizu, M. Inoue
  • Journal Title: ChemMedChem Volume: 10 Issue: 3 Pages: 540
  • DOI: 10.1002/cmdc.201402473
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lysocin e is a new antibiotic that targets menaquinone in the bacterial membrane (2015)
  • Author(s): Hamamoto H, Urai M, Ishii K, Yasukawa J, Paudel A, Murai M, Kaji T, Kuranaga T, Hamase K, Katsu T, Su J, Adachi T, Uchida R, Tomoda H, Yamada M, Souma M, Kurihara H, Inoue M, Sekimizu K.
  • Journal Title: Nature Chemical Biology Volume: 11 Issue: 2 Pages: 127
  • DOI: 10.1038/nchembio.1710
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] <i>In vitro</i> and <i>in vivo</i> anti-MRSA activities of nosokomycins (2014)
  • Author(s): Uchida R, Hanaki H, Matsui H, Hamamoto H, Sekimizu K, Iwatsuki M, Kim YP, Tomoda H
  • Journal Title: Drug Discoveries & Therapeutics Volume: 8 Issue: 6 Pages: 249-254
  • DOI: 10.5582/ddt.2014.01050
  • NAID: 130005054796
  • ISSN: 1881-7831, 1881-784X
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] カイコをモデル動物とした創薬研究展開 (2014)
  • Author(s): 浜本洋
  • Journal Title: JATAFFジャーナル Volume: 2 Pages: 38-43
• [Journal Article] カイコを用いた創薬研究 (2014)
  • Author(s): 松本靖彦、浜本洋、西田智、関水和久
  • Journal Title: 生体の科学, Volume: 65 Pages: 613-620
  • NAID: 40020290149
• [Journal Article] カイコをモデル動物とした創薬 (2014)
  • Author(s): 浜本洋、関水和久
  • Journal Title: 生化学 Volume: 86 Pages: 578-582
• [Presentation] カイコ細菌感染モデルによって得られた新規抗生物質ライソシン Eの発見と開発 (2016)
  • Author(s): 浜本洋
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-26
  • Invited
• [Presentation] カイコ感染実験系の有用性と課題 ライソシンEの研究を中心として (2016)
  • Author(s): 浜本洋
  • Organizer: メディカル・サイエンス セミナー
  • Place of Presentation: 学士会館（千代田区神保町）
  • Year and Date: 2016-03-24
  • Invited
• [Presentation] 新規抗生物質ライソシンEの同定と作用メカニズム (2016)
  • Author(s): 浜本洋、関水和久
  • Organizer: 第89回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2016-03-23
• [Presentation] Identification and mechanistic analysis of a novel antibiotic lysocin E (2016)
  • Author(s): Hiroshi Hamamoto, Kazuhisa Sekimizu
  • Organizer: The 8th Japan-Korea Chemical Biology Symposium
  • Place of Presentation: パシフィックホテル沖縄（沖縄県那覇市）
  • Year and Date: 2016-01-18
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Host factors enhance antimicrobial activity of “Lysocin E” (2015)
  • Author(s): Hiroshi Hamamoto, Jie Su, Keniichi Ishii, Jyunichiro Yasukawa, Atmika Paudel, Kazuhisa Sekimizu
  • Organizer: The international chemical congress of pacific basin societies 2015 (Pacifichem 2015)
  • Place of Presentation: Honolulu (Hawaii, USA)
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 宿主因子による抗生物質カイコシンの抗菌活性の促進 (2015)
  • Author(s): 浜本洋、安川淳一朗、石井健一、Su Jie、Paudel Atmika、関水和久
  • Organizer: 第37回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 熊本大学薬学部（熊本県熊本市）
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] カイコ細菌感染モデルにて同定された新規抗生物質ライソシンE (2015)
  • Author(s): 浜本洋、関水和久
  • Organizer: 第64回日本感染症学会東日本地方学術集会、第62回日本化学療法学会東日本支部総会 合同学会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-10-21
  • Invited
• [Presentation] 新規抗生物質ライソシンの抗菌活性を促進する血清因子のメカニズム解析 (2015)
  • Author(s): 浜本洋、関水和久
  • Organizer: 新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー～分子標的と活性制御～」 第8回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東北大学仙台南キャンパス萩ホール（仙台市宮城県）
  • Year and Date: 2015-06-08
• [Presentation] カイコモデルを用いた治療効果を有する新規抗菌薬の同定と開発 (2015)
  • Author(s): 浜本洋、石井健一、安川淳一朗、西田智、関水和久
  • Organizer: 日本薬学会第135年会
  • Place of Presentation: 神戸学院大学（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
  • Invited
• [Presentation] Host factors enhance the antimicrobial activity of a novel antibiotics kaikosin E (2014)
  • Author(s): Hiroshi Hamamoto
  • Organizer: The 3rd International Symposium on Chemical Biology of Natural Products: Target ID and Regulation of Bioactivity
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府豊中市）
  • Year and Date: 2014-10-28 – 2014-10-29
• [Presentation] 新規抗生物質カイコシンEの治療効果の基礎となる分子メカニズム (2014)
  • Author(s): 安川淳一朗、浜本洋、Su Jie、Paudel Atmika、浦井誠、西田智、関水和久
  • Organizer: 第87回生化学会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] 宿主因子による新規抗生物質カイコシンE の抗菌活性の増強 (2014)
  • Author(s): 浜本洋、安川淳一朗、石井健一、Su Jie、Paudel Atmika、関水和久
  • Organizer: 第26回微生物シンポジウム
  • Place of Presentation: 都センターホテル（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2014-09-19 – 2014-09-20
• [Presentation] Host factors enhance the antimicrobial activity of a novel antibiotics kaikosin E (2014)
  • Author(s): Hiroshi Hamamoto, Su Jie, Atmika Paudel, Kenichi Ishii, Jyunichiro Yasukawa, Kazuhisa Sekimizu
  • Organizer: The 54th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy
  • Place of Presentation: Washington（USA）
  • Year and Date: 2014-09-05 – 2014-09-09
• [Presentation] Novel Therapeutically Effective Antimicrobial Agent Targets Bacterial RNA Polymerase Sigma Factor A (2014)
  • Author(s): Paudel Atmika, Hamamoto Hiroshi, Kaneko Keichi, Matsunaga Shigeki, Suzuki Yutaka, Kanai Motomu, Kazuhisa Sekimizu
  • Organizer: The 54th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy
  • Place of Presentation: Washington（USA）
  • Year and Date: 2014-09-05 – 2014-09-09
• [Presentation] Silkworm as an animal model for novel antibiotic development (2014)
  • Author(s): Hiroshi Hamamoto, Jyunichiro Yasukawa, Kenich Ishii, Atmika Paudel, Kazuhisa Sekimizu
  • Organizer: the Xth European Congress of Entomology
  • Place of Presentation: York（England）
  • Year and Date: 2014-08-03 – 2014-08-08
  • Invited
• [Presentation] カイコを用いた抗菌活性物質スクリーニング法 (2014)
  • Author(s): 安川淳一朗、浜本洋、Su Jie、Paudel Atmika、浦井誠、西田智、関水和久
  • Organizer: 新学術領域「天然物ケミカルバイオロジー～分子標的と活性制御～」 第５回若手研究者ワークショップ
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2014-05-29
• [Presentation] 新規抗生物質カイコシンの宿主由来抗菌活性増強因子に関する解析 (2014)
  • Author(s): 浜本洋
  • Organizer: 新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー～分子標的と活性制御～」 第8回公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2014-05-28 – 2014-05-29
• [Remarks] 微生物薬品化学教室のホームページ
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~bisei/index.html
• [Remarks] 東京大学大学院薬学系研究科微生物薬品化学のホームページ
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~bisei/
• [Remarks] ライフサイエンス新着論文レビュー
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/9640
• [Remarks] 東京大学プレスリリース
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/public/public01_261209_j.html