2019 Fiscal Year Annual Research Report
Physicochemical analysis of the effect of a single mutation on the active center and structure of metallo-beta-lactamase
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17K08240
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
山口 佳宏 熊本大学, 環境安全センター, 准教授 (10363524)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 酵素 / 蛋白質 / 薬剤耐性菌 / 阻害剤 / 構造機能解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メタロ-β-ラクタマーゼ(MBL)は、ほとんどすべてのβ-ラクタム剤を加水分解する酵素であり、この酵素を発現する細菌は薬剤耐性菌である。MBLのIMP-1酵素は日本でよく単離されており、そのアミノ酸一変異体であるIMP-6酵素も日本で単離されている。IMP-6産生菌の問題点は、既存のMBL検出薬では偽陰性を示すことであり、本研究は一アミノ酸の変異によって阻害剤認識に与える影響を物理化学的手法を用いて解析することである。IMP-1およびIMP-6に対するMBL検出薬の阻害実験およびIMP-6の結晶構造解析はすでに行っている。
これまで、IMP-1とIMP-6の活性中心にある２つのZn(II)イオンの脱離速度を解析した。その結果、IMP-1では１つめと２つめのZn(II)イオンが抜ける速度が違うことがわかっているが、IMP-6は２つ同時にZn(II)イオンが抜け、さらにIMP-1よりもZn(II)イオンの脱離速度が速いことがわかった。またIMP-1とIMP-6の溶液中の構造を比較するために、X線溶液散乱で解析した。その結果、両酵素の慣性半径Rgは同等であることがわかった。
令和元年度は、IMP-1とIMP-6の両方に対して有効であるMBL阻害剤と酵素との複合体を調製して共結晶化を行った。しかし、結晶構造解析ができると考えられる結晶は得られなかった。
３年間で、IMP-1およびIMP-6に対して、（１）MBL検出薬による阻害能および阻害様式の比較、（２）結晶構造および溶液構造の比較、（３）Zn(II)イオン脱離速度の比較を行った。これらのことから、Zn(II)リガンド近傍のアミノ酸変異は、Zn(II)リガンドに対する水素結合の数が変わることで、全体構造に影響は与えないが、溶液中で２つのZn(II)イオン間の距離を変化させることで、MBL検出薬の認識に影響を与えていたと考えている。
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Research Products
(2 results)
