緑膿菌のマルチコンポーネント型排出システムの作動機構とその分子構造の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10470070
• Research Institution: Kyoto Pharmaceutical University, Faculty of Pharmaceutical Sciences
• Principal Investigator: 後藤 直正 京都薬科大学, 薬学部, 助教授 (30121560)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津田 雅孝 東北大学, 遺伝生態研究センター, 教授 (90172022) ; 西野 武志 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (50097838)
• Keywords: 緑膿菌 / 多剤排出 / キメラ排出システム / 基質認識 / マルチコンポーネント / アミノ酸置換 / 発現制御 / 臨床分離株

Research Abstract

本年度の研究で、マルチコンポーネント型多剤排出システムの分子機構に関して、次の成果を得た。1)新たに作成した同系統の変異株シリーズから緑膿菌の染色体上にコードされた新規排出システムMexX-MexYと野性株でも発現しているOprMが機能的に共同作業していること、2)特異抗体を用いた免疫学的実験よりMexX-MexY-OprMシステムの発現は野生株では抑制されているが、エリスロマイシン、ゲンタマイシンやテトラサイクリンなどの存在下では誘導的に、かつ一過的に発現すること、また同時にMexA-MexB-OprMシステムの発現上も起こること、つまりこれらの誘導的発現は臨床検査による感受性測定と臨床治療に対する有効性との間の大きな隔たりに関すること、3)一連の排出システムオペロンの欠失株の性状解析から緑膿菌のマルチコンポーネント型排出システムのそれぞれの基質は共通してキノロンであるが、β-ラクタム間では大きな相違があること、4)種々のRNDを発現するプラスミドを構築と性状解析からマルチコンポーネント型排出システムの基質認識はRNDコンポーネントにより担われていること、さらに5)RNDタンパク質をコードする遺伝子を臨床分離株からクローン化し、その性状を調べる実験からRNDコンポーネントのペリプラスム側のループの変異がβ-ラクタムの認識に大きく貢献していることを明らかにした。こうして、排出の分子機構研究のための端緒が開かれた。細菌感染症の克服のためには、これらの研究成果を踏まえたマルチコンポーネント型排出システムの分子機構のさらなる推進が望まれる。

Research Products

• [Publications] 後藤直正: "細菌の異物(薬剤)排出蛋白質と抗菌薬耐性"日本化学療法学雑誌. 48. 509-515 (2000)
• [Publications] Shah Jalal et al.: "Molecular mechanisms of fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosaisolates from cystic fibrosis patients"Antimicrob.Agents Chemother. 44. 710-712 (2000)
• [Publications] Nobuhisa Masuda et al.: "Contribution of the MexX-MexY-OprM Efflux System to Intrinsic Resistance in Pseudomonas aeruginosa"Antimicrob.Agents Chemother. 44. 2242-2246 (2000)
• [Publications] Nobuhisa Masuda et al.: "Substrate Specificity of the MexAB-OprM, MexCD-OprJ, and MexXY-OprM Efflux Pumps in Pseudomonas aeruginosa"Antimicrob.Agents Chemother. 44. 3322-3327 (2000)
• [Publications] Hyunjoo Pai et al.: "Carbapenem resistance mechanisms in Pseudomonas aeruginosa clinical isolates"Antimicrob.Agents Chemother.. 45. 480-484 (2001)
• [Publications] Nobuhisa Masuda et al.: "Hypersusceptibility of the Pseudomonas aeruginosanfxB mutant to β-lactams due to reduced expression of AmpC β-lactamase"Antimicrob.Agents Chemother.. 45(in press). (2001)