不活化酵素修飾を受けても失活しない抗生物質の創製に関する基盤研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680599
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 堀田 国元 国立感染症研究所, 生物活性物質部・室長(厚生技官) (90165564)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 淳 国立感染症研究所, 生物活性物質部, 研究員(厚生技官) (40202957)
• Keywords: 薬剤耐性遺伝子 / AAC(3) / AAC(2') / AAC(6') / AAC(6') / APH(2") / アミノグリコシド抗生物質 / ジアセチル化

Research Abstract

1.抗MRSA剤アミノグリコシド(AG)であるアルベカシン(ABK)がアセチル(Ac)化されても活性を維持することから、昨年度は3種のAc化酵素(AAC)を用いて3通りの組み合わせで2種のAACによるジアセチル(diAc)化の難易を検討したが、今年度は3通りの組み合わせでクローン化した2種のAc化遺伝子(aac)をもつ菌株を用いて各種AGに対する耐性とAc化活性を検討した。その結果、以下のことが得られた。
1)aac(2')+aac(3)の組合わせでは、2'-N-Ac化のみが顕著でdiAc化はほとんど進行せず、保持菌はABK感受性である。
2)aac(2')+aac(6')の組み合わせでは、2'-N-Ac化が先行してからジアセチル化が進行し、aac(6')単独クローン株と同レベルのABK耐性を示す。
3)aac(3)+aac(6')の組み合わせでは、diAC化がもっとも速く進行するが、ABK耐性はaac(6')単独クローン株と同レベルにとどまる。
2.14種のAGのAc化物の抗菌活性を調べ、ABK以外にも6'-N-Ac化Neomycin(NM)等に活性を見出した。
3.クローン化したAAC(2')およびAAC(6')の塩基配列を決定し、アミノ酸レベルにおける既知AACとの類似性を認めるとともに特異性も明らかにした。
4.MRSA(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus)の薬剤耐性遺伝子を迅速に検出するコロニーPCR法を確立し、臨床分離MRSA株にはAG耐性因子としてaac(6')/aph(2")が約50%の頻度で存在することを認めた。それらはAG多剤耐性を示すが、ABKに関しては特異的に感受性か低レベルの耐性であり、この酵素による修飾は6'-N-Ac化が主で、2"-O-リン酸化は弱いことが認められた。
以上のことから、Ac化物が活性を維持するかどうかは、ABKとAmikacin、NMとParomomycinといった構造酷似物質の比較により、化合物のアミノ基の数が重要なことが浮かび上がった。

Research Products

• [Publications] 土崎尚史,石川淳,堀田国元: "コロニーPCR法によるMRSAおよび腸球菌の薬剤耐性遺伝子の迅速検出"Japanese J.Antibiotics. 53・6. 422-429 (2000)
• [Publications] J.Ishikawa,N.Tsuchizaki,M.Yoshida,D.Ishiyama & K.Hotta: "Colony PCR for detection of specific DNA sequences in actinomysetes"Actinomycetologica. 14・1. 1-5 (2000)
• [Publications] K.Hotta,A.Sunada,Y.Ikeda & S.Kondo: "Double stage activity in aminoglycoside antibiotics"J.Antibiotics. 53・10. 1168-1174 (2000)
• [Publications] A.Sunada,Y.Ikeda,S.Kondo & K.Hotta: "Acetylation of aminoglycoside antibiotics with 6'-methyl-amino group, Istamycin B and micronomicin, by a novel amino-glycoside 6'-acetyltransferase of actinomycete origin"J.Antibiotics. 53・12. 1416-1419 (2000)