本邦で見出された新規多剤耐性変異N348IのHIV逆転写酵素に及ぼす影響

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21590591
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 児玉 栄一 東北大学, 病院, 助教 (50271151)
• Keywords: ウイルス / HIV / 薬剤耐性 / 逆転写酵素 / 多剤耐性 / 臨床分離株

Research Abstract

本研究はHIV-1逆転写酵素(RT)の酵素活性に直接関与していないと考えられてきたconnection subdomainに位置する新規多剤耐性変異N348Iの意義を解明し、今後の治療成績の向上を目的としている。平成22年度はN348Iが他の耐性変異とどのような相互作用をするのかを解析した。N348Iは一度取り込まれた核酸系RT阻害剤を切り出してDNA合成を再開する機序(excision)によって耐性を獲得することから、この機序と相反する変異であるM184V等を導入し、その影響を検討した。この相反する変異は耐性度を低下させることを確認した。
さらに逆転写酵素の生化学的な解析のために発現ベクターを構築、大腸菌でRTを作製、精製した。RTは2つのsubunit p66とp51からなるheterodimerであることから、N348Iをp66のみ、p51のみ、そして両方に導入した酵素を使って検討した。その結果、p66またはp51どちらにおいても非核酸系RT阻害剤であるnevirapin(NVP)に対する耐性を獲得した。p66におけるN348IはRNase H活性には影響を及ぼさなかった。また、N348Iが導入されたRTはDNA合成能が低下したおり、これがウイルス複製能の低下の原因だと推測された。NVPに対する耐性はN348Iが導入されたことによるNVPの結合力の低下であることを明らかとした。
本年度の結果から、N348Iは作用機序の異なる2つのRT阻害剤に対し、核酸系では阻害剤のexcision、非核酸系では結合能の低下という2つの耐性機序を併せもつ変異であることを明らかとした。このことは今後N348Iのgenotype assayによる検出が感染患者における治療効果判定や薬剤選択において重要であることを意味する。

Research Products

• [Journal Article] K70Q adds high-level tenofovir resistance to "Q151M complex" HIV reverse transcriptase through the enhanced discrimination mechanism. (2011)
  • Author(s): Atsuko Hachiya, Eiichi N.Kodama, Matthew M.Schuckmann, Karen A.Kirby, Eleftherios Michailidis, Yasuko Sakagami, Shinichi Oka, Kamalendra Singh, Stefan G.Sarafianos
  • Journal Title: PLoS One Volume: 6 Pages: E16242
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Sugar Ring Conformation of 4'-Ethynyl-2-Fluoro-2'-Deoxyadenosine and its Recognition by the Polymerase Active Site of HIV Reverse Transcriptase. (2011)
  • Author(s): Karen A.Kirby, Kamalendra Singh, Eleftherios Michailidis, Bruno Marchand, Eiichi N.Kodama, Noriyuki Ashida, Hiroaki Mitsuya, Michael A.Parniak, Stefan G.Sarafianos.
  • Journal Title: Cellular and Molecular Biology Volume: 57 Pages: 39-44
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthesis and Biological Evaluatian of Selective CXCR4 Antagonists Containing Alkene Dipeptide Isosteres. (2010)
  • Author(s): Tetsuo Narumi, Ryoko Hayashi, Kenji Tomita, Kazuya Kobayashi, Noriko Tanahara, Hiroaki Ohno, Takeshi Naito, Eiichi Kodama, Masao Matsuoka, Shinya Oishi, Nobutaka Fujii
  • Journal Title: Organic & Biomolecular Chemistry Volume: 8 Pages: 616-621
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Binding of Multivalent Anionic Porphyrins to V3 Loop Fragments of HIV-1 gp120 and Their Antiviral Activity. (2010)
  • Author(s): Kenji Watanabe, Shigeru Negi, Yukio Sugiura, Akiko Kiriyama, Akino Honbo, Katsumi Iga, Eiichi N.Kodama, Takeshi Naitoh, Masao Matsuoka, Koji Kano
  • Journal Title: Chemistry-An Asian Journal Volume: 5 Pages: 825-834
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Procyanidin B-1 purified from Cinnamomi Cortex suppresses HCV replication. (2010)
  • Author(s): Shenwei Li, Eiichi N Kodama, Yuuki Inoue, Hideki Tani, Yoshiharu Matsuura, Jing Zhang, Takashi Tanaka, Toshio Hattori
  • Journal Title: Antiviral Chemistry and Chemotherapy Volume: 20 Pages: 239-248
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of HIV-1 resistance to a fusion inhibitor, N36, derived from the gp41 amino terminal heptad repeat. (2010)
  • Author(s): Kazuki Izumi, Shota Nakamura, Hiroaki Nakano, Kazuya Shimura, Yasuko Sakagami, Shinya Oishi, Susumu Uchiyama, Tadayasu Ohkubo, Yuji Kobayashi, Nobutaka Fujii, Masao Matsuoka, Eiichi N.Kodama
  • Journal Title: Antiviral Research Volume: 87 Pages: 179-186
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rev-derived peptides inhibit HIV 1 replication by antagonism of Rev and a co-receptor, CXCR4. (2010)
  • Author(s): Kazuki Shimane, Eiichi N.Kodama, Ikuhiko Nakase, Shiroh Futaki, Yasuteru Sakurai, Yasuko Sakagami, Xiaoguang Li, Toshio Hattori, Stefan G.Sarafianos,Masao Matsuoka
  • Journal Title: Internatianal Journal of Biochemistry and Cell Biology Volume: 42 Pages: 1482-1488
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Affinity selection and sequence-activity relationships of HIV-1 membrane fusion inhibitors directed at the drug-resistant variants. (2010)
  • Author(s): Shinya Oishi, Kentaro Watanabe, Saori Ito, Michinori Tanaka, Hiroki Nishikawa, Hiroaki Ohno, Kazuki Shimane, Kazuki Izumi, Yasuko Sakagami, Eiichi N.Kodama, Masao Matsuoka, Akira Asai, Nobutaka Fujii
  • Journal Title: Medicinal Chemistry Communications Volume: 1 Pages: 276-281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The N348I mutation at the connection subdomain of HIV-1 reverse transcriptase decreases binding to nevirapine. (2010)
  • Author(s): Matthew Michael Schuckmann, Bruno Marchand, Atsuko Hachiya, Eiichi N.Kodama, Karen A.Kirby, Kamalendra Singh, Stefan G.Sarafianos.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 285 Pages: 38700-38709
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Resistance profiles of novel electrostatically constrained HIV 1 fusion inhibitors. (2010)
  • Author(s): Kazuya Shimura, Daisuke Nameki, Keiko Kajiwara, Kentaro Watanabe, Yasuko Sakagami, Shinya Oishi, Nobutaka Fujii, Masao Matsuoka, Stefan G.Sarafianos, Eiichi N.Kodama
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 285 Pages: 39471-39480
  • Peer Reviewed
• [Presentation] HIV-1 Reverse Transcriptase Polymorphism 172K Suppresses the Effect of Clinical Resistance Mutations to both NRTI and NNRTI. (2011)
  • Author(s): Atsuko Hachiya, Matthew M.Schuckmann, D Griffin, Karen A.Kirby, YT Ong Junko Tanuma, Shinichi Oka, Kamlendra Singh, Eiichi N.Kodama, Stefan G.Sarafianos.
  • Organizer: 18th conference on retroviruses and opportunistic infections Boston, MA
  • Place of Presentation: ボストン、アメリカ
  • Year and Date: 2011-02-27
• [Presentation] Development of HIV-1 fusion inhibitors active to enfuvirtide resistant variants. (2010)
  • Author(s): Eiichi N.Kodama
  • Organizer: US-Japan Joint AIDS Panel : Resistance Meeting, Singapore
  • Place of Presentation: シンガポール Grans Copthorne Waterfront Hotel(招待講演)
  • Year and Date: 2010-12-10