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緑膿菌のマルチコンポーネント型排出システムの作動機構とその分子構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 10470070
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 細菌学(含真菌学)
研究機関京都薬科大学

研究代表者

後藤 直正  京都薬科大学, 薬学部, 助教授 (30121560)

研究分担者 津田 雅孝 (津田 政孝)  東北大学, 遺伝生態研究センター, 教授 (90172022)
西野 武志  京都薬科大学, 薬学部, 教授 (50097838)
辻元 秀人  京都薬科大学, 薬学部, 助手 (10257777)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2000年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1999年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1998年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワード緑膿菌 / 多剤排出 / マルチコンポーネント / RND / 基質認識 / 発現制御 / Mexシステム / 多剤耐性 / キメラ排出システム / アミノ酸置換 / 臨床分離株 / 多剤排出システム / 異物排出 / 免疫沈降 / トポロジー / MexC-MexD-OprJ / DNAシャフリング / キメラ / 膜蛋白質
研究概要

緑膿菌マルチコンポーネント型排出システムの分子機構の解明を行ってきた。そして、次の結果を得た。1)緑膿菌感染症における抗菌薬耐性菌の出現に排出システムが明らかに大きな影響をもっていることをCystic fibrosis(嚢胞性線維症)発症時の緑膿菌感染症治療で確かめた;2)緑膿菌のキノロンおよびβ-ラクタム自然耐性に働くそれぞれの耐性機構の貢献を、欠失に伴った耐性レベルの変化から評価したところ、外膜透過障害と排出システムは両抗菌薬耐性に働く共通した機構であること、さらにβ-ラクタムの場合には、それらに加えて染色体性のAmpCβ-ラクタマーゼが加わることが分かった;3)作用標的が細胞内にある抗菌薬は押しなべて、外膜透過性による透過制限と排出システムによる排出を受けるものと推測され、抗菌薬開発にためには常に注意すべき機構であることが分かった;4)新規排出システムMexX-MexY排出システムは、外膜コンポーネントOprMと共同して機能していることが分かった。さらに、このMexX-MexY-OprMシステムの発現は、野生株では抑制されているが、ある条件下では誘導的に、かつ一過的に発現することが分かった;5)既知の排出システムの基質特異性を欠失株シリーズの性状解析から明らかにした;6)MexDのN-末端とC-末端は細胞質内に露出し、ペリプラスム側にアミノ酸約300個からなる二つの大きなループをもち、他の内膜を12回貫通する2回対称構造をとっていることを明らかにした;7)基質認識コンポーネントは、外膜コンポーネントではなく、RNDコンポーネントであることが分かった;8)基質認識にかかわるアミノ酸残基を同定したところ、ペリプラスム側のループの変異が基質認識に寄与していることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (75件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (75件)

  • [文献書誌] 後藤直正: "緑膿菌の多剤耐性化に寄与する薬剤排出システム"日本化学療法学雑誌. 47. 319-329 (1999)

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  • [文献書誌] 後藤直正: "キノロン耐性-複数の機構の総和"医学のあゆみ. 191. 1031-1035 (1999)

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  • [文献書誌] 後藤直正: "細菌の異物(薬剤)排出蛋白質と抗菌薬耐性"日本化学療法学雑誌. 48. 509-515 (2000)

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  • [文献書誌] 後藤直正: "膜透過および排出機構に伴う多剤耐性菌"日本臨牀. 59. 712-718 (2001)

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  • [文献書誌] R.Srikumar: "Expression of Pseudomonas aeruginosa multidrug efflux pumps MexA-MoxB-OprM and MoxC-MoxD-OprJ in Eschorichia coli."Antimicrob.Agents Chemother.. 42. 65-71 (1998)

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  • [文献書誌] 川畑敏枝: "NalB型排出蛋白質をもつ緑膿菌に対するFOMとβ-ラクタム薬の併用効果"日本化学療法学雑誌. 46. 17-21 (1998)

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  • [文献書誌] Hiroshi Yoneyama: "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] Naomasa Gotoh: "Characterization of the MexC-MexD-OprJ multidrug efflux system in ΔmexA-mexB-oprM mutants of Pseudomonas aeruginosa."Antimicrob.Agents Chemother.. 42. 1938-1943 (1998)

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  • [文献書誌] Naomasa Gotoh: "Functional replacement of OprJ by OprM in the MexCD-OprJ multidrug efflux system of Pseudomonas aeruginosa."FEMS Microbiol.Lett.. 165. 21-27 (1998)

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  • [文献書誌] Nobuhisa Masuda: "Interplay between Chromosomal β-lactamase and the MexAB-OprM Efflux System in Intrinsic Resistance to β-lactams in Pseudomonas aeruginosa."Antimicrob.Agents Chemother.. 43. 400-402 (1999)

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  • [文献書誌] Kiyomi Okamoto: "Molecular cloning of oprQ encoding to the outer membrane protein OprE3 of Pseudomonas aeruginosa."Microbiol.Immunol.. 43. 297-301 (1999)

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  • [文献書誌] 高山吉弘: "nfxB型排出蛋白をもつPseudomonas aeruginosaに対するfosfomycinとcefepimeの併用効果."日本化学療法学雑誌. 47. 264-270 (1999)

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  • [文献書誌] Naomasa Gotoh: "Topological analysis of an RND family transporter, MexD of Pseudomonas aeruginosa."FEBS Lett.. 458. 32-36 (1999)

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  • [文献書誌] Shah Jalal: "Rapid identification of mutations in a multidrug efflux pump in Pseudomonas aeruginosa."APMIS. 107. 1109-1116 (1999)

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  • [文献書誌] Hideto Tsujimoto: "Diffusion of macrolide antibiotics through the outer membrane of Moraxella catarrhalis."J.Infect.Chemother.. 5. 196-200 (1999)

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  • [文献書誌] Shah Jalal: "Molecular mechanisms of fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa isolates from cystic fibrosis patients."Antimicrob.Agents Chemother.. 44. 710-712 (2000)

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  • [文献書誌] Nobuhisa Masuda: "Contribution of the MexX-MexY-OprM Efflux System to Intrinsic Resistance in Pseudomonas aeruginosa."Antimicrob.Agents Chemother.. 44. 2242-2246 (2000)

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  • [文献書誌] Nobuhisa Masuda: "Substrate Specificity of the MexAB-OprM, MexCD-OprJ, and MexXY-OprM Efflux Pumps in Pseudomonas aeruginosa."Antimicrob.Agents Chemother.. 44. 3322-3327 (2000)

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  • [文献書誌] Nobuhisa Masuda: "Hypersusceptibility of the Pseudomonas aeruginosa nfxB mutant to β-lactams due to reduced expression of AmpC β-lactamase."Antimicrob.Agents Chemother.. (in press).

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  • [文献書誌] Hyunjoo Pai: "Carbapenem resistance mechanisms in Pseudomonas aeruginosa clinical isolates."Antimicrob.Agents Chemother.. 45. 480-484 (2001)

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  • [文献書誌] Naomasa Gotoh: "Multidrug resistance mechanisms in Pseudomonas aeruginosa"Chemotherapy (Tokyo). 47. 17-21 (1999)

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  • [文献書誌] Nsaomasa Gotoh: "Resistance mechanisms-Interplay among resistance mechanisms"Igakunoayumi. 91. 1031-1035 (1999)

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  • [文献書誌] Naomasa Gotoh: "Bacterial xenobiotic (antibiotic) efflux proteins and antibiotic resistance"Chemotherapy (Tokyo). 48. 509-515 (2000)

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  • [文献書誌] Naomasa Gotoh: "Antibiotic resistance caused by membrane impermeability and multidrug efflux systems"Nipponrinsho. 59. 712-718 (2001)

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  • [文献書誌] Ramakrishnan Srikumar et al.: "Expression of Pseudomonas aeruginosa multidrug efflux pumps MexA-MexB-OprM and MexC-MexD-OprJ in Escherichia coli."Antimicrob.Agents Chemother.. 42. 65-71 (1998)

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  • [文献書誌] Toshie Kawabata et al.: "Synergy effects of FOM and □-lactams to NfxB mutants of Pseudomonas aeruginosa."Chemotherapy (Tokyo). 46. 17-21 (1998)

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  • [文献書誌] Hiroshi Yoneyama et al.: "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] Naomasa Gotoh et al.: "Characterization of the MexC-MexD-OprJ multidrug efflux system in Δ mexA-mexB-oprM mutants of Pseudomonas aeruginosa."Antimicrob.Agents Chemother.. 42. 1938-1943 (1998)

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  • [文献書誌] Naomasa Gotoh et al.: "Functional replacement of OprJ by OprM in the MexCD-OprJ multidrug efflux system of Pseudomonas aeruginosa."FEMS Microbiol.Lett.. 165. 21-27 (1998)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuhisa Masuda et al.: "Interplay between Chromosomal β-lactamase and the MexAB-OprM Efflux System in Intrinsic Resistance to β-lactams in Pseudomonas aeruginosa."Antimicrob.Agents Chemother.. 43. 400-402 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kiyomi Okamoto et al.: "Molecular cloning of oprQ encoding to the outer membrane protein OprE3 of Pseudomonas aeruginosa."Microbiol.Immunol.. 43. 297-301 (1999)

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  • [文献書誌] Yoshihiro Takayama et al.: "Synergy effects of fosfomycin and □-cefepime to nfxB mutants of Pseudomonas aeruginosa."Chemotherapy (Tokyo). 47. 264-270 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naomasa Gotoh et al.: "Topological analysis of an RND family transporter, MexD of Pseudomonas aeruginosa"FEBS Lett, .. 458. 32-36 (1999)

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  • [文献書誌] Shah Jalal et al.: "Rapid identification of mutations in a multidrug efflux pump in Pseudomonas aeruginosa."APMIS. 107. 1109-1116 (1999)

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  • [文献書誌] Hideto Tsujimoto et al.: "Diffusion of macrolide antibiotics through the outer membrane of Moraxella catarrhalis."J.Infect.Chemother.. 5. 196-200 (1999)

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  • [文献書誌] Shah Jalal et al.: "Molecular mechanisms of fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa isolates from cystic fibrosis patients."Antimicrob.Agents Chemother.. 44. 710-712 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuhisa Masuda et al.: "Contribution of the MexX-MexY-OprM Efflux System to Intrinsic Resistance in Pseudomonas aeruginosa."Antimicrob.Agents Chemother.. 44. 710-712 (2000)

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  • [文献書誌] Nobuhisa Masuda et al: "Substrate Specificity of the MexAB-OprM, MexCD-OprJ, and MexXY-OprM Efflux Pumps in Pseudomonas aeruginosa."Antimicrob.Agents Chemother.. 44. 3322-3327 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hyunjoo Pai et al.: "Carbapenem resistance mechanisms in Pseudomonas aeruginosa clinical isolates."Antimicrob.Agents Chemother.. 45. 480-484 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuhisa Masuda et al.: "Hypersusceptibility of the Pseudomonas aeruginosa nfxB mutant to □-lactams due to reduced expression of AmpC □-lactamase."Antimicrob.Agents Chemother.. (in press.).

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masataka Tsuda: "Use of a transposon-encoded site-specific resolution system for onstruction of large and defined deletion mutations in bacterial chromosome."Gene. 207. 33-41 (1998)

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  • [文献書誌] H.Takeuchi et al.: "Nucleotide sequence and characterization of cdrA, a cell division-related gene of Helicobacter pylori."J.Bacteriol.. 180. 5263-5268 (1998)

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  • [文献書誌] T.Mizote et al.: "Cloning and characterization of the thiD/J gene of Escherichia coli encoding a thiamin-synthesizing bifunctional enzyme, hydroxymethylpyrimidine kinase/phospho-methylpyrimidine kinase."Microbiology. 145. 495-501 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.K.Akada et al.: "Identification of the urease operon in Helicobacter pylori and its control by mRNA decay in response to pH."Mol.Microbiol.. 36. 1071-1084 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
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  • [文献書誌] Nobuhisa Masuda et al.: "Contribution of the MexX-MexY-OprM Efflux System to Intrinsic Resistance in Pseudomonas aeruginosa"Antimicrob.Agents Chemother. 44. 2242-2246 (2000)

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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