2001 Fiscal Year Annual Research Report

複製開始蛋白DnaAのATP結合阻害を指標とした新規細菌感染症治療薬の開発

Research Project

Project/Area Number	12557210
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	関水和久東京大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90126095)
Keywords	DnaA蛋白 / 黄色ブドウ球菌 / ATP結合 / 塩基性リン脂質 / 酸性リン脂質 / DNA複製 / DNAポリメレースIII / カイコ
Research Abstract	黄色ブドウ球菌は、ヒトの日和見感染症の原因菌である。研究者代表者らは、黄色ブドウ球菌のDNA複製開始蛋白DnaAを標的とした抗菌剤開発を指向し、DnaA蛋白の生化学的解析に着手した。大腸菌DnaA蛋白の研究からDnaA蛋白のATP結合型は複製開始活性型で、ADP型は不活性型であることが分かっている。精製した黄色ブドウ球菌DnaA蛋白は、ATP、ADPに対しKd値としてそれぞれ1nM、5nMと高い親和性を示した。DnaA蛋白のADP型からATP型への再活性化は膜の酸性リン脂質によって行われ、この機構は大腸菌の増殖に必須であるとされる。そこで黄色ブドウ球菌から生体膜を調製し、DnaA蛋白のADP結合に対する効果を検討した。その結果、黄色ブドウ球菌においても酸性リン脂質によってDnaA蛋白からADPが遊離し、DnaA蛋白を再活性化することが示唆された。さらにこの再活性化は、黄色ブドウ球菌に存在する塩基性リン脂質のリジルフォスファチジルグリセロールによって阻害されることが分かった。このことは塩基性リン脂質がDnaA蛋白の再活性化の負の制御因子であることを示唆している。従って膜の塩基性化によってDnaA蛋白の活性化を阻害し細菌の増殖を阻害するという、新しい観点からの抗菌機構が考えられた。 dnaA遺伝子変異株はDnaA蛋白を標的とした薬剤の探索に有用であると考えられる。そこで黄色ブドウ球菌のdnaA変異株を得る目的で、黄色ブドウ球菌のDNA複製の高温感受性変異株を得た。dnaA変異株は未だ得られていないが、DNA複製に必須なpolC、dnaEの変異株を得た。これにより黄色ブドウ球菌において二つのDNAポリメラーゼIIIが複製伸長過程に機能していることが示唆された。また抗菌剤スクリーニングのための動物実験モデルとしてカイコへの病原性細菌感染系を構築した。

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Nishida S. et al.: "A nucleotide switch in the E.coli DnaA protein initiates chromosomal replication : Evidence from a mutant DnaA protein defective in regulatory ATP hydrolysis in vitro and in vivo"J Biol Chem. (in press). (2002)
[Publications] Kaito C. et al.: "Silkworm larvae as an animal model of bacterial infection pathogenic to humans"Microbial Pathogenesis. (in press). (2002)
[Publications] Kuroda M. et al.: "Whole genome sequencing of meticillin-resistant Staphylococcus aureus"Lancet. 357・9264. 1225-1240 (2001)
[Publications] Inoue R. et al.: "Genetic identification of two distinct DNA polymerases, DnaE and PolC, that are essential for chromosomal DNA replication in Staphylococcus aureus"Mol Genet Genomics. 266・4. 564-571 (2001)
[Publications] Kubota T. et al.: "DnaA protein Lys-415 is close to the ATP-binding site : ATP-pyridoxal affinity labeling"Biochem Biophys Res Commun.. 288・5. 1141-1148 (2001)
[Publications] Kawakami H. et al.: "Arrest of cell division and nucleoid partition by genetic alterations in the sliding clamp of the replicase and in DnaA"Mol Genet Genomics. 266・2. 167-179 (2001)
[Publications] Kondo T.et al.: "Suppression of temperature-sensitivity of a dnaA46 mutant by excessive DNA supercoiling"Biochem J.. 348・2. 375-379 (2000)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

複製開始蛋白DnaAのATP結合阻害を指標とした新規細菌感染症治療薬の開発

Principal Investigator

関水 和久 東京大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90126095)

Research Products

[Publications] Nishida S. et al.: "A nucleotide switch in the E.coli DnaA protein initiates chromosomal replication : Evidence from a mutant DnaA protein defective in regulatory ATP hydrolysis in vitro and in vivo"J Biol Chem. (in press). (2002)

[Publications] Kaito C. et al.: "Silkworm larvae as an animal model of bacterial infection pathogenic to humans"Microbial Pathogenesis. (in press). (2002)

[Publications] Kuroda M. et al.: "Whole genome sequencing of meticillin-resistant Staphylococcus aureus"Lancet. 357・9264. 1225-1240 (2001)

[Publications] Inoue R. et al.: "Genetic identification of two distinct DNA polymerases, DnaE and PolC, that are essential for chromosomal DNA replication in Staphylococcus aureus"Mol Genet Genomics. 266・4. 564-571 (2001)

[Publications] Kubota T. et al.: "DnaA protein Lys-415 is close to the ATP-binding site : ATP-pyridoxal affinity labeling"Biochem Biophys Res Commun.. 288・5. 1141-1148 (2001)

[Publications] Kawakami H. et al.: "Arrest of cell division and nucleoid partition by genetic alterations in the sliding clamp of the replicase and in DnaA"Mol Genet Genomics. 266・2. 167-179 (2001)

[Publications] Kondo T.et al.: "Suppression of temperature-sensitivity of a dnaA46 mutant by excessive DNA supercoiling"Biochem J.. 348・2. 375-379 (2000)

関水和久東京大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90126095)