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抗生物質に特異性を有する透過チャンネルの原子構造と機能

研究課題

研究課題/領域番号 10044320
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関東海大学

研究代表者

中江 太治  東海大学, 医学部, 教授 (50102851)

研究分担者 米山 裕  東海大学, 医学部, 講師 (10220774)
良原 栄策  東海大学, 医学部, 助教授 (70167063)
GABRIEL Rumm  University of Basel, Biozentrum, Research A
TILMAN Schir  University of Basel, Biozentrum, Professor
JURG P Rosen  University of Basel, Biozentrum, Professor
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1999年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード抗生物質 / 薬剤耐性 / 排出 / ポンプ / 膜蛋白 / 結晶 / X-線結晶解析 / 院内感染 / X-線結晶回析 / X線回析 / 透過性 / 耐性
研究概要

平成10年度は、膜蛋白の結晶化の基本を習得すべく、東海大学側の研究者がバーゼル大学へ行って実験を行った。一通りの結晶化の技術は身につけた。また、東海大学にX-線の結晶解析機を設置する為、バーゼル大学の研究者が東海大学を訪れ、セットアップの手伝い及びX-線結晶解析法の手ほどきを行った。平成11年度は得られた結晶のデータコレクションを行う為、東海大学の研究者がバーゼル大学へ行き、共同でデータコレクションを行った。実験結果は下記のごとくである。
(i)MexAサブユニットは内膜に結合したサブユニットであるので、昨年までは界面活性剤の存在下に結晶化を進めてきた。今年度は遺伝子を操作することによって、N-末端のシステインを別のアミノ酸に置換し、修飾している脂肪酸を外して水溶性蛋白とした。これを界面活性剤なしの条件下に結晶化したところ、約3.8オングストロームの解像度を得た。
(ii)OprMサブユニットは外膜に結合した蛋白であるが、これはOctylhydroxyethyl sulfoxide、LiCl、ポリエチレングリコール2000の存在下に結晶化に成功した。現在の解像度は約4.5オングストローム程度である。
(iii)ポンプの本体であるMexBの構造は遺伝子上でアルカリフォスフォターゼ遺伝子を融合させる手法を取り、その膜トポロジーを決定した。その結果、MexBは内膜を12回貫通する型の輸送蛋白であることが明らかとなった。また、内膜の外側にアミノ酸311ヶおよび314ヶから成る大きなドメインを有することが明らかとなった。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (43件)

  • [文献書誌] Monika Germ: "Interplay between the efflux pump and the outer membrane permealibity barrier in fluorescent dye accumulation in Pseudomonas aeruginosa"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 261. 452-455 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hajime Ikigai: "Two forms of Vibrio chlerae O1 El Tor hemolysin derived from identical precursor protein"Biochem. Biophys. Acta. 1415. 297-305 (1999)

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  • [文献書誌] Taiji Nakae: "Resistance to beta-lectam antibiotics in Pseudomonas aeurinosa by interplay between the MexA, B-OprM efflux pump and beta-lactamase"Antimicrob. Agents Chemother. 43. 1301-1303 (1999)

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  • [文献書誌] Kojiro Saito: "NalB-type mutaitons causing the over expression of the MexAB-OprM efflux pump are located in the MexR gene of Pseudomonas aeruginosa chromosome"FEMS Microbiology Letters. 179. 67-72 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lan Guan: "Membrane topology of the xenobiotic-exporting subunit, MexB of the MexA, B-OprM extrusion pump in Pseudomonas aeruginosa"J. Biol. Chem.. 274. 10517-10522 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keiko Suzuki: "Flocculation and Membrane Binding of Outer Membrane Protein F, Porin, at Acidic pH"Jpn. J. Appl. Phys.. 37. 2074-2077 (1998)

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  • [文献書誌] Akira Nakajima: "Antibiotic stress induces a large amount of outer membrane protein in Pseudomomas aeruginosa"FEMS Microbiology Letters. 165. 261-265 (1998)

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  • [文献書誌] Eisaku Yoshihara: "Identification of the Catalytic Triad of the Protein D2 Protease in Pseudomonas aeruginosa"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 247. 142-145 (1998)

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  • [文献書誌] Keiko Suzuki: "Subunit Swapping in the Mex-Extrusion Pumps in Pseudomonas aeruginosa"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 244. 898-902 (1998)

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  • [文献書誌] Monika Germ, Eisaku Yoshihara, Hiroshi Yoneyama and Taiji Nakae: "Interplay between the efflux pump and the outer membrane permeability barrier in fluorescent dye accumulation in Pseudomonas aeruginosa"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 261. 452-455 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hajime Ikigai, Toshihisa Ono, Taiji Nakae, Hiaroshi Otsuru and Tadakatsu Shimamura: "Two forms of Vibrio cholerae 01 EI Tor hemolysin derived from identical precursor protein."Biochem. Biophys. Acta. 1415. 297-305 (1999)

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  • [文献書誌] Taiji Nakae, Akira Nakajima, Toshihisa Ono, Kohjiro Saito and Hiroshi Yoneyama: "Resistance to beta-lactam antibiotics in Pseudomonas aeruginosa by interplay between the MexA,B-OprM efflux pump and beta-lactamase"Antimicrob. Agents Chemother. 43. 1301-1303 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kohjiro Saito, Hiroshi Yoneyama, Taiji Nakae: "NalB-type mutaitons causing the over expression of the MexAB-OprM efflux pump are located in the mexR gene of Pseudomonas aeruginosa chromosome"FEMS Microbiology Letters. 179. 67-72 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lan Guan, Michael Ehrmann, Hiroshi Yoneyama and Taiji Nakae: "Membrane topology of the xenobiotic-exporting subunit, MexB of the MexA,B-OprM extrusion pump in Pseudomonas aeruginosa"J. Biol. Chem.. 274. 10517-10522 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akira Nakajima, Mie Hoshikawa, Taiji Nakae: "Antibiotic stress induces a large amount of outer membrane protein in Pseudomonas aeruginosa"FEMS Microbiology Letters. 165. 261-265 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eisaku Yoshihara, Hiroshi Yoneyama, Toshihisa Ono, Taiji Nakae: "Identification of the Catalytic Triad of the Protein D2 Protease in Pseudomonas aeruginosa"Biophys. Res. Commun.. 247. 142-145 (1998)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keiko Suzuki, Taiji Nakae, Shigeki Mitaku: "Flocculation and Membrane Binding of Outer Membrane Protein F, Porin, at Acidic pH"Jpn. J. Appl. Phys. 37. 2074-2077 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidroshi Yoneyama, Aydin Ocaktan, Naomasa Gotoh, Takeshi Nishino, and Taiji Nakae: "Subunit Swapping in the Mex-Extrusion Pumps in Pseudomonas aeruginosa"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 244. 898-902 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Monika Gern: "Interplay between the efflux pump and the outer membrane permeability barrier fluorescent dye accumulation in Pseudomonas aeruginosa"Biochem. Biophys, Res. Commun.. 261. 452-455 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hajime Ikigai: "Two forms of Vibrio cholerae O1 El Tor hemolysin derived from identical precursor protein"Biochim. Biophys. Acta. 1415. 297-305 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Taiji Nakae: "Resistance to beta-lactam antibiotics in Pseudomonas aeruginosa by interplay between the MexA,B-OprM efflux pump and beta-lactamase"Antimicrob. Agents Chemother.. 43. 1301-1303 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kohjiro Saito: "NalB-type mutaitons causing the over expression of the MexAB-OprM efflux pump are located in the mexR gene of Pseudomonas aeruginosa chromosome"FEMS Microbiology Letters. 179. 67-72 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Lan Guan: "Membrane topology of the xenobiotic-exporting subunit,MexB of the MexA,B-OprM extrusion pump in Pseudomonas aeruginosa"J.Biol.Chem.. 274. 10517-10522 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nakae,T.: "Subunit Swapping in the Mex-Extrusion Pumps in Pseudomonas aeruginosa" BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS. 244. 898-902 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 中江太治: "緑膿菌の多剤交叉耐性と薬剤排出" 現代医療. 30. 1249-1254 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Taiji NAKAE,: "Flocculation and Membrane Binding of Outer Membrane Protein F,Porin,at Acidic pH" Jpn.J.Appl.Phys. 37. 2074-2077 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Taiji Nakae: "Identification of the Catalytic Triad of the protein D2 Protease in Pseudomonas aeruginosa" BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS. 247. 142-145 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Taiji Nakae: "Antibiotic stress induces a large amount of outer membrane protein in Pseudomonas aeruginosa" FEMS Microbiology Letters. 165. 261-265 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 中江太治: "非特異的抗生物質耐性の機序" Clinical View. 4. 4-5 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rosenbusch,J.P: "Coupling site-directed mutagenesis with high-level expression:large scale production of mutant porins from Escherichia coli." FEMS Microbiology Letters. 163. 65-72 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rosenbusch,J.P.: "Lipidic Cubic Phases:New Matrices for the Three-Dimensional Crystallization of Membrane Proteins." J.Struct.Biol.121. 82-91 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Schirmer,T.: "Crystal structure of the IIB subunit of a fructose permease(IIBLev)from Bacillus subtilis." J.Mol.Biol.276. 591-602 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Schirmer,T: "Crystal structure of human recombinant omithine aminotransferase." J.Mol.Biol. 277. 81-102 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rummel,G.,Schirmer,T: "Detergent binding in trigonal crystals of OmpF porin from Escherichia coli." Biochimie. 80. 543-551 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Schirmer,T: "Stability of trimeric OmpF porin:the contributions of the latching loop L2" Biochemistry. 37. 15663-15670 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rosenbusch,J.P.: "Overexpression of outer membrane proteins in E.coli using a pBluescrips vector." Gene Expression. 7. 149-161 (998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rosenbusch,J.P.: "Transmembrane signalling scross ligand-gated FhuA-receptor:crystal structures of free and ferrichrome-bund states reveal allosteric changes." Cell. 95. 771-778 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rosenbusch,J.P.: "Detergent binding in trigonal crystals of OmpF porin from E.coli." Biochimie. 80. 543-551 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rosenbusch,J.P: "Stability of trimeric porin:the contributions of the latching loop L2." Biochemistry. 37. 15663-15670 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rosenbusch,J.P.: "Inactivation in vitro of the Escherichia coli outer membrane protein FhuA by a phage T5-encoded lipoprotein." FEMS Microbiol.Lett.168. 119-125 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Rosenbusch,J.P.: "Assessing the functionality of a membrane protein a three-dimensional crystal." J.Mol.Biol.281. 587-592 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Schirmer,T: "General and specific porins from bacterial outer membranes." J.Struct.Biol. 121. 101-109 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 中江太治 編集: "生物学と医学をつなぐ分子細胞生物学" 300 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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