2002 Fiscal Year Annual Research Report

異物薬物排出ポンプの構造機能と多剤耐性

Research Project

Project/Area Number	12470066
Research Institution	Tokai University
Principal Investigator	中江太治東海大学, 医学部, 教授 (50102851)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	成田新一郎東海大学, 医学部, 助手 (30338751) 良原栄策東海大学, 医学部, 助教授 (70167063)
Keywords	異物 / 薬物 / 排出 / トランスポーター / 基質認識 / 薬剤耐性 / 緑膿菌 / 膜蛋白
Research Abstract	緑膿菌の抗生物質多剤耐性は、この菌が発現するMexAB-OprM異物・抗生物質排出ポンプによるところが大である。このポンプの三つのサブユニットの内、MexB蛋白は内膜を12回貫通するポリトピック型トランスポーターである。このMexBサブユニットが基質を認識しエネルギーを消費して基質を認識するものと考えられている。(i)そこで先ず行った実験は、MexBの基質認識ドメインを決定する実験であった。MexBとその類似体であるMexYは、各々にβラクタムとアミノグリコシドを認識する。そこでこれらのトランスポーターの基質認識部位を明らかとするため、MexBのペリプラズム側膜外ドメインをMexYの膜貫通領域につないだ雑種蛋白を構築した。この雑種蛋白の基質特異性はMexB型でβラクタムを効率よく排出した。このことはRND-型排出ポンプがペリプラズムに突出したドメインによって基質を認識していることを示している。更に膜貫通領域が基質認識に係っている可能性を検証するため、MexBの膜貫通領域を一本一本MexYのそれと置換した。その結果これらの雑種蛋白のすべてがMexB型の基質認識を行いβラクタムを排出したけれども、アミノグリコシドの排出は認められなかった。これらの実験結果から膜貫通領域は基質認識に係っていないと結論でき、上のペリプラズム側ドメインによる基質認識の結果を支持した。この結果は異物・抗生物質認識ポンプがこれまで考えられていた様な膜を貫通しての能動輸送と全く異なる新しい型のトランスポーターであることを示した。その他の実験としては(ii)MexA及びOprMの結晶回析、(iii)MexBの膜貫通領域4と10の相互作用、(iv)MexAB-OprMポンプとDNA-gyraseによるキノロン耐性への共役関係など多くの成果が得られた。

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] Eda Shima: "An elegant means of self-protection in gram-negative bacteria by recognizing and extruding xenobiotics from the periplasmic space"Journal of Biological Chemistry. 278. 2085-2088 (2003)
[Publications] Maseda Hideaki: "A novel assembly process of the multicomponent xenobiotic efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"Molecular Microbiology. 46. 677-686 (2002)
[Publications] Nakajima Akira: "High-level fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa due to interplay of the MexAB-OprM efflux pump and the DNA gyrase mutation"Microbiology and Immunology. 46. 391-395 (2002)
[Publications] Yoneyama Hiroshi: "Second-site mutation restores the transport defect caused by the transmembrane domain mutation of the xenobiotic transporter MexB in Pseudomonas aeruginosa"Biochemical and Biophysical Research Communications. 292. 513-518 (2002)
[Publications] Nakae Taiji: "The topological localization of the subunit proteins of the three-component RND-efflux pump, MexAB-OprM in Pseudomonas aeruginosa"Proceeding of SPIE. 4625. 106-117 (2002)
[Publications] Yoshihara Eisaku: "The outer membrane component of the multi-drug efflux pump from Pseudomonas aeruginosa may be a gated channel"European Journal of Biochemistry. 269. 4738-4745 (2002)
[Publications] 中江太治: "標準微生物学細菌の構造と機能"医学書院. 16 (2002)
[Publications] 中江太治: "耐性菌感染症の理論と実際耐性のメカニズムと疫学-薬剤排出に原因する多剤耐性:緑膿菌の排出ポンプを例として"医薬ジャーナル社. 7 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

異物薬物排出ポンプの構造機能と多剤耐性

Principal Investigator

中江 太治 東海大学, 医学部, 教授 (50102851)

Research Products

[Publications] Eda Shima: "An elegant means of self-protection in gram-negative bacteria by recognizing and extruding xenobiotics from the periplasmic space"Journal of Biological Chemistry. 278. 2085-2088 (2003)

[Publications] Maseda Hideaki: "A novel assembly process of the multicomponent xenobiotic efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"Molecular Microbiology. 46. 677-686 (2002)

[Publications] Nakajima Akira: "High-level fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa due to interplay of the MexAB-OprM efflux pump and the DNA gyrase mutation"Microbiology and Immunology. 46. 391-395 (2002)

[Publications] Yoneyama Hiroshi: "Second-site mutation restores the transport defect caused by the transmembrane domain mutation of the xenobiotic transporter MexB in Pseudomonas aeruginosa"Biochemical and Biophysical Research Communications. 292. 513-518 (2002)

[Publications] Nakae Taiji: "The topological localization of the subunit proteins of the three-component RND-efflux pump, MexAB-OprM in Pseudomonas aeruginosa"Proceeding of SPIE. 4625. 106-117 (2002)

[Publications] Yoshihara Eisaku: "The outer membrane component of the multi-drug efflux pump from Pseudomonas aeruginosa may be a gated channel"European Journal of Biochemistry. 269. 4738-4745 (2002)

[Publications] 中江 太治: "標準微生物学 細菌の構造と機能"医学書院. 16 (2002)

[Publications] 中江 太治: "耐性菌感染症の理論と実際 耐性のメカニズムと疫学-薬剤排出に原因する多剤耐性:緑膿菌の排出ポンプを例として"医薬ジャーナル社. 7 (2002)

中江太治東海大学, 医学部, 教授 (50102851)

[Publications] 中江太治: "標準微生物学細菌の構造と機能"医学書院. 16 (2002)

[Publications] 中江太治: "耐性菌感染症の理論と実際耐性のメカニズムと疫学-薬剤排出に原因する多剤耐性:緑膿菌の排出ポンプを例として"医薬ジャーナル社. 7 (2002)