1991 Fiscal Year Annual Research Report
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02454179
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
中江 太治 東海大学, 医学部, 教授 (50102851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米山 裕 東海大学, 医学部, 助手 (10220774)
佐竹 幸子 東海大学, 医学部, 研究員
石井 純子 東海大学, 医学部, 助手 (20212813)
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| Keywords | 外膜 / 透過性 / 人工膜 / 平面膜 / 薬剤耐性 / クロ-ニング / 膜蛋白 / 再構成 |
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| Research Abstract |
緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)は免疫力の低下した患者に感染を起こす。この菌は高度に薬剤耐性であるため問題である。この菌の薬剤耐性の原因の一つは外膜における抗生物質透過の低さである。そこで本研究では緑膿菌外膜の透過孔の性質と抗生物質透過性の研究を行った。その結果次のような事が明かとなった。
緑膿菌外膜に存在する三種類のポ-リンを精製し、これを介してのイオンの透過性を電気伝導度として測定した。その結果protein Cは1MNaCl中で約120pSの伝導度を示すような孔を形成した。同様にprotein D2は10ー30pSと約300ー500pSの2種類の伝導度を示し、またprotein E1は約240psの伝導度を示した。これらの孔はいずれも大腸菌のOmpFが作る孔に比べはるかに小さい事がわかった。
protein C、D2、及びE1をリポソ-ムに組み込みこれらを介しての抗生物質の透過性を測定した。その結果protein D2を介してイミペネム及びメロペネム等のカルバペネムが効率よく透過する事が明かとなったが、他のβーラクタム剤の多くはprotein C、D2及びE1を介してほとんど透過出来ない事が明かとなり、カルバペネムの透過にprotein D2が重要な役割を果たしている事が明かとなった。
そこでイミペネム透過性に果たすprotein D2の役割をin vitroで確認するためprotein D2の遺伝子をクロ-ン化しこれをprotein D2欠損株で発現した。その結果protein D2が欠損した事によってイミペネム耐性となっていた変異菌はprotein D2の発現によって野性株と同様にイミペネム感受性となった。これらの結果から緑膿菌における薬剤過透過性の低さには透過孔が小さい事が原因である事及び分子量の小さなイミペネムはprotein D2を介して効率よく透過する事が明かとなった。
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[Publications] Sachiko Satake;Eisaku Yoshihara;Taiji Nakae: "Diffusion of β-lactam antibiotics through liposome membrane reconstituted from purified porins of the outer membrane of Pseudomonas aeruginosa" Antimicrob.Agents and Chemother. 34. 685-690 (1990)
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[Publications] Eisaku Yoshihara;Hiroshi Yoneyama;Taiji Nakae: "In vitro assembly of the functional porin trimer from dissociated monomers in Pseudomonas aeruginosa" J.Biol.Chem.266. 952-957 (1991)
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[Publications] Hiroshi Yoneyama;Taiji Nakae: "Cloning of the protein D2 gene of Pseudomonas aeruginosa and its funcational expression in the imipenem-resistant host" FEBS letters.283. 177-179 (1991)
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[Publications] Kazuhito Sato;Taiji Nakae: "Outer membrane permeability of Acinetobacter calcoaceticus and its implication in antibiotic resistance" J.Antimicrob.Chemother.28. 35-45 (1991)
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[Publications] Yu Lei;Sachiko Satake;Junko Ishii and Taiji Nakae: "Factors that influence the permeability assay of the outer membrane of Pseudomonas aeruginosa" FEMS Microbiol.lett.80. 337-340 (1991)
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[Publications] Hiroshi Yoneyama;Kiyoshi Sato;Taiji Nakae: "Aminoglycoside resistance in Pseudomonas aeruginosa due to outer membrane stabilization" Chemotherapy.37. 239-245 (1991)
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[Publications] Taiji Nakae;Eisaku Yoshihara: "Chemotherapy ed.J.Y.Homma etal.Kargar,Basel Switzerland" Porins in the outer membrane of Pseudomonas aeruginosa in Pseudomonas aeruginosa in Human Diseases, 250 (1991)
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[Publications] Taiji Nakae;Kazuhito Sato;Eisaku Yoshihara: "in Biomembranes in Health and Disease ed.A.M.Kidwai etal Today & Tomorrow's printer and publishers New Delhi,India." The size of the diffusion pors in the outer membrane of Pseudomonas aeruginosa and it role in the intrinsic drug resistance, 628 (1991)
