2019 Fiscal Year Research-status Report
耐性菌パンデミックの回避に向けた細菌薬剤排出ポンプの解析と阻害剤開発
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18K14902
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山崎 聖司 大阪大学, 高等共創研究院, 准教授 (70757301)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 耐性菌 / 感染症 / 排出ポンプ / 細菌 / 抗生物質 / 抗菌薬 / 薬剤耐性 / 多剤耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大規模な耐性菌パンデミックの回避に向け、耐性化に大きく寄与している細菌の薬剤排出ポンプとその発現制御因子に着目した分子標的創薬を実現する。具体的には、排出ポンプが薬剤耐性だけでなく病原性発現等にも関わることが分かってきており、排出ポンプの機能の全貌を解明することが重要な課題となってきたため、排出ポンプの発現制御ネットワークおよび生理的役割を明らかにする。一方、研究代表者の研究から、排出ポンプの薬剤認識機構（Nature, 2011）および阻害剤感受性決定因子（Nature,2013）が明らかとなったが、依然として臨床的に有効な阻害剤は得られていないため、これまでに得られたタンパク質構造情報を利用した効率的な探索手法によって、排出ポンプ新規阻害剤を開発する。
緑膿菌ではMexBやMexYといった排出ポンプが多剤耐性化に寄与しており、これらのポンプの機能を阻害する物質も、いくつか見つかっている。ピリドピリミジン誘導体ABI-PPは、MexBは阻害するが、MexYは阻害できない。研究代表者は2013年に、緑膿菌MexYポンプの阻害剤結合に関して重要なアミノ酸を１つ同定したが（Nature,2013）、緑膿菌MexBポンプの重要アミノ酸は不明のままであった。
今年度は、MexBとABI-PPの結合様式を明らかにするため、阻害剤結合部位近傍でABI-PPとの結合に大きく影響すると予想されるアミノ酸を選び出し、これらを変異させた菌を作製し、阻害剤が効くかを調べた。その結果、抗菌薬エリスロマイシン存在下で、該当するアミノ酸のTrp変異体は、ABI-PPが効かないことを明らかにし、阻害剤の効き目に影響を与えるアミノ酸変異を新たに４つ同定した。これは2013年のNature誌における重要アミノ酸報告数を上回っており、耐性菌検出法および新規阻害剤開発に大きく貢献できると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今後の新規創薬において重要な情報となる、排出ポンプ内部、特に阻害剤結合部位の詳細な構造情報を獲得できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回得られた阻害剤結合部位の詳細情報を用いることで、効果的な排出ポンプ新規阻害剤の開発等、研究全体のスピードアップを図る。また、公開データを活用した排出ポンプの変異情報の取得を行い、実用化に向けたデータ解析を進める。
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| Causes of Carryover |
コロナ対策で実験量削減のため。収束次第再開する。
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