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異物薬物排出ポンプの構造機能と多剤耐性

研究課題

研究課題/領域番号 12470066
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 成田 新一郎  東海大学, 医学部, 助手 (30338751)
米山 裕  東北大学, 大学院・農学研究科, 講師 (10220774)
良原 栄策  東海大学, 医学部, 助教授 (70167063)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
2002年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード異物 / 薬物 / 排出 / 輸送 / 耐性 / 膜蛋白 / 細菌 / トランスポーター / 基質認識 / 薬剤耐性 / 緑膿菌 / 排出ポンプ / 抗生物質 / 膜貫通領域 / MexB / MexAB-OprM / RND-ファミリー / RND / 院内感染 / トポロジー / 膜蛋白質 / 多剤耐性
研究概要

院内感染の主要な起因菌である緑膿菌は複数の抗生物質に対し耐性を示す。その主たる原因はこの菌がMexAB-OprMなどの抗生物質排出蛋白を発現することにある。この問題を解決に向けた年度内の研究から得られた成果は主として次のような事柄である。1、MexAB-OprMポンプのMexA及びOprMサブユニットの膜トポロジーを決定する実験を行った。その結果、MexAは内膜に結合したリポプロテインで蛋白部分はペリプラズムに露出しているという結果を得た,またOprMは外膜に脂肪酸で結合し,蛋白部分はペリプラズムに露出しているものと結論した。2、MexBサブユニットの膜貫通領域(TMS)に存在する荷電を有するアミノ酸の役割を場所特異的変異を挿入することによって解析した。その結果TMS-4のAsp407,Asp408とTMS-10のLys939の間でイオン結合をし、一方のAspにプロトンが結合してエネルギー変換をしているものと解釈できた。3、MexAB-OprMの発現制御を調べるために,制御因子であるMexRとMexOP-DNAの結合実験を行った。その結果MexRはmexRとmexAの間のMexR寄りに結合しmexRとmexAB-oprMの転写を同時に制御していることが明らかとなった。4、MexEF-OprNポンプの集合体形成の機序を解析した。その結果、トランスポート機能を有したMexFが存在することによってMexEの部分分解が起きその部分分解が起きたMexEの存在下においてOprNがアッセンブルされることが明らかとなった。5、MexB/MexYトランスポーターの基質認識部位を決定する実験をこれらの蛋白のドメインを交換することによって行った。その結果これらのトランスポーターは内膜からペリプラズムに突出した大きなドメインで基質認識をしておりTMS領域は直接関係がないという結果を得た。これによって今まで知られていない新しい能動輸送のモデルが構築できた。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (47件)

  • [文献書誌] Eda Shima: "An elegant means of self-protection in gram-negative bacteria by recognizing and extruding xenobiotics from the periplasmic space"Journal of Biological Chemistry. 278. 2085-2088 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maseda Hideaki: "A novel assembly process of the multicomponent xenobiotic efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"Molecular Microbiology. 46. 677-686 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakajima Akira: "High-level fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa due to interplay of MexAB-OprM efflux pump and DNA gyrase mutation"Microbiology and Immunology. 46. 391-395 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoneyama Hiroshi: "Second-site mutation restores the transport defect caused by the transmembrane domain mutation of the xenobiotic transporter MexB in Pseudomonas aeruginosa"Biochemical and Biophysical Research Communications. 292. 513-518 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakae Taiji: "The topological localization of the subunit proteins of the three-component RND-efflux pump, MexAB-OprM in Pseudomonas aeruginosa"Proceedings of SPIE. 4625. 106-117 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshihara Eisaku: "The outer membrane component of the multi-drug efflux pump from Pseudomonas aeruginosa may be a gated channel"European Journal of Biochemistry. 269. 4738-4745 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Saito Kohjiro: "Molecular mechanism of MexR-mediated regulation of MexAB-OprM efflux expression in Pseudomonas aeruginosa"FEMS Microbiology Letters. 195. 23-28 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Guan Lan: "Identification of essential charged residues in transmembrane segments of the multidrug transporter MexB of Pseudomonas aeruginosa"Journal of Bacteriology. 183. 1734-1739 (2001)

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  • [文献書誌] Herskovits, A. A.: "Evidence for coupling of membrane targeting and function of the signal recognition particle (SRP) receptor FtsY"EMBO reports. 2. 1040-1046 (2001)

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  • [文献書誌] Yoneyama Hiroshi: "Function of the membrane fusion protein, MexA, of the MexA, B-OprM efflux pump in Pseudomonas aeruginosa without an anchoring membrane"J.Biol.Chem.. 275. 4628-4634 (2000)

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  • [文献書誌] Maseda Hideaki: "Assignment of the substrate-selective subunits of the MexEF-OprN multidrug efflux pump of Pseudomonas aeruginosa"Antimicrob.Agents Chemother.. 44. 658-664 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakajima Akira: "Localization of the outer membrane subunit OprM of resistance-nodulation-cell division family multicomponent efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"J.Biol.Chem.. 275. 30064-30068 (2000)

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  • [文献書誌] Maseda Hideaki: "Variation of the mexT gene, a regulator of the MexEF-OprN efflux pump expression in wild-type strains of Pseudomonas aeruginosa"FEMS Microbiol.Letters. 192. 107-112 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakae Taiji: "Effect of sulbactam on anti-pseudomonal activity of beta-lactam antibiotics in cells producing various levels of the MexAB-OprM efflux pump and beta-lactamase"Microbiol.Immunol.. 44. 997-1001 (2000)

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  • [文献書誌] 中江 太治: "耐性菌感染症の理論と実際 耐性のメカニズムと疫学-薬剤排出に原因する多剤耐性:緑膿菌の排出ポンプを例として"医薬ジャーナル社. 7 (2002)

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  • [文献書誌] 中江 太治: "医科細菌学 細菌の生理と生化学"南光堂. 34 (2001)

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  • [文献書誌] 中江 太治: "標準微生物学 細菌の構造と機能"医学書院. 16 (2002)

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  • [文献書誌] Eda, S.: "An elegant means of self-protection in gram-negative bacteria by recognizing and extruding xenobiotics from the periplasmic space"J. Biol. Chem,. 278. 2085-2088 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maseda, H.: "A novel assembly process of the multicomponent xenobiotic efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"Molec. Microbiol.. 46. 677-686 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshihara, E.: "The outer membrane component of the multidrug efflux pump from Pseudomonas aeruginosa may be a gated channel"Eur. J. Biochem.. 269. 4738-4745 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoneyama, H.: "Secondary-site mutation restores the transport defect caused by the transmembrane domain mutation of the xenobiotic transporter MexB in Pseudomonas aeruginosa"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 292. 513-518 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakajima, A.: "High-level fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa due to interplay of the MexAB-OprM efflux pump and the DNA gyrase mutation"Microbiol. Immunol.. 46. 391-395 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakae, T.: "Topological localization of the subunit protiens of the three component RND-efflux pump MexAB-OprM in Pseudomonas aeruginosa"Progress in Biomedical Optics and Imaging. 3. 106-117 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Herskovits, A.: "Evidence for coupling of membrane targeting and fuction of thesignal recognition particle (SRP) receptor FtsY"EMBO reports. 2. 1040-1046 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Guan, L.: "Identification of essential charged residues in Transmembrane segments of the multidrug transporter MexB of Pseudomonas aeruginosa"J. Bacteriol.,. 183. 1734-1739 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Saito, K.: "Molecular mechaitism of MexR-mediated regulation of MexAB-OprM efflux expression in Pseudomonas aeruginosa"FEMS Microbiology Letters. 195. 23-28 (2001)

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  • [文献書誌] Nakae, T.: "Effect of sulbactam on anti-pseudomonal activity of beta-lactam antibiotics in cells producing various levels of the MexAB-OprM efflux pump and beta-lactamase"Microbiol. Immunol.. 44. 997-1001 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maseda, H.: "Variation of the mexT gene, a regulator of the MexEF-OprN efflux pump expression in wild-type strains of Pseudomonas aeruginosa"Agents Chemother.. 44. 658-664 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakajima, A.: "Localizaiton of the outer membrane subunit OprM of resistance-nodulation-cell division family multicomponent efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"Biol. Chem.. 275. 30064-30068 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maseda, H.: "Assignment of the substrate-selective subunits of the MexEF-OprN multidrug efflux pump of Pseudomonas aeruginosa"FEMS Microbiol. Letters. 192. 107-112 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoneyama, H.: "Function of the membrane fusion protein, MexA, of the MexA, B-OprM effflux pump in Pseudomonas aeruginosa without an anchoring membrane"j. Biol. Chem.. 275. 4628-4634, (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eda Shima: "An elegant means of self-protection in gram-negative bacteria by recognizing and extruding xenobiotics from the periplasmic space"Journal of Biological Chemistry. 278. 2085-2088 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Maseda Hideaki: "A novel assembly process of the multicomponent xenobiotic efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"Molecular Microbiology. 46. 677-686 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nakajima Akira: "High-level fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa due to interplay of the MexAB-OprM efflux pump and the DNA gyrase mutation"Microbiology and Immunology. 46. 391-395 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoneyama Hiroshi: "Second-site mutation restores the transport defect caused by the transmembrane domain mutation of the xenobiotic transporter MexB in Pseudomonas aeruginosa"Biochemical and Biophysical Research Communications. 292. 513-518 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nakae Taiji: "The topological localization of the subunit proteins of the three-component RND-efflux pump, MexAB-OprM in Pseudomonas aeruginosa"Proceeding of SPIE. 4625. 106-117 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihara Eisaku: "The outer membrane component of the multi-drug efflux pump from Pseudomonas aeruginosa may be a gated channel"European Journal of Biochemistry. 269. 4738-4745 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中江 太治: "標準微生物学 細菌の構造と機能"医学書院. 16 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中江 太治: "耐性菌感染症の理論と実際 耐性のメカニズムと疫学-薬剤排出に原因する多剤耐性:緑膿菌の排出ポンプを例として"医薬ジャーナル社. 7 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Saito, K.: "Molecular mechanism of MexR-mediated regulation of MexAB-OprM efflux expression in Pseudomonas aeruginosa"FEMS Microbiology Letters. 195. 23-28 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Guan, L.: "Identification of essential charged residues in transmembrane segments of the multidrug transporter MexB of Pseudomonas aeruginosa"Journal of Bacteriology. 183. 1734-1739 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Herskovits, A.A.: "Evidence for coupling of membrane targeting and fuction of the signal recognition particle(SRP)receptor FtsY"EMBO reports. 2. 1040-1046 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoneyama,H.,: "Function of the membrane fusion protein, MexA, of the MexA, B-OprM effflux pump in Pseudomonas aeruginosa without an anchoring membrane."J.Biol.Chem.. 275. 4628-463 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Maseda,H.,: "Assignment of the substrate-selective subunits of the MexEF-OprN multidrug efflux pump of Pseudomonas aeruginosa."Antimicrob.Agents Chemother.. 44. 658-664 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nakajima,A.,: "Localization of the outer membrane subunit OprM of resistance-nodulation-cell division family multicomponent efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"J.Biol.Chem.,. 275. 30064-30068 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Maseda,H.,: "Variation of the mexT gene, a regulator of the MexEF-OprN efflux pump expression in wild-type strains of Pseudomonas aeruginosa"FEMS Microbiol.Letts.. 192. 107-112 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nakae,T.,: "Effect of sulbactam on anti-pseudomonal activity of beta-lactam antibiotics in cells producing various levels of the MexAB-OprM efflux pump and beta-lactamase."Microbiol.Immunol.. 44. 997-1001 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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