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多剤耐性菌の制圧に向けた乳酸菌由来抗菌ペプチド・バクテリオシンの強化

研究課題

研究課題/領域番号 17F17099
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 応用微生物学
研究機関九州大学

研究代表者

園元 謙二  九州大学, 農学研究院, 教授 (10154717)

研究分担者 PEREZ RODNEY  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード抗菌ペプチド / バクテリオシン / 乳酸菌
研究実績の概要

乳酸菌が生産する抗菌ペプチドであるバクテリオシンは、一般のタンパク質と同様にリボソーム上で合成される抗菌ペプチドで、安全な抗菌物質として食品保存をはじめとする様々な分野での利用が期待されている。近年では、バクテリオシンをはじめとする抗菌ペプチドが、種々の病原細菌や多剤耐性菌に対抗しうる、従来型の抗生物質に変わる次世代型の抗菌物質としての期待も集めている。これまでに多様な乳酸菌バクテリオシンが見出され、我々もN末端とC末端がペプチド結合した環状バクテリオシンやリーダーペプチドを伴わずに生合成されるリーダーレスバクテリオシンのように特徴的な構造を有するものを多数見出してきた。なかでも、新奇環状バクテリオシンであるenterocin NKR-5-3B、および新奇リーダーレスバクテリオシンであるlacticin Qについて、それらの生合成機構を利用してバクテリオシンに改変を加えることで、抗菌活性の向上や抗菌スペクトルの改変を図り、多剤耐性菌等の標的細菌への抗菌作用の強化を試みた。
両バクテリオシンをコードする遺伝子の変異による改変体の創出に適した異種発現系を構築し、これを用いて抗菌活性との相関が強いと予想された領域に変異を導入し、両バクテリオシンの改変体ライブラリーを構築した。得られた多数の改変体について、その構造の確認を行うとともに、種々の細菌に対する抗菌活性を評価したところ、両バクテリオシンとも、その構造中のαへリックスの末端および近傍に位置するアミノ酸残基が抗菌活性に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。本研究室では、他にも環状バクテリオシンをはじめとする多くの新奇バクテリオシンを見出しており、今後、これらの成果をさらに展開・活用することで、多剤耐性菌への活性を強化した新たなバクテリオシン改変体の構築が期待できる。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] カセサート大学(タイ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] クイーンズランド大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Circular and Leaderless Bacteriocins: Biosynthesis, Mode of Action, Applications, and Prospects2018

    • 著者名/発表者名
      Perez Rodney H.、Zendo Takeshi、Sonomoto Kenji
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 9 ページ: 2085-2085

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.02085

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 多種の乳酸菌バクテリオシンを分泌する新奇ABCトランスポーターEnkTの分子機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      和田夏美、須志田浩稔、Perez R.H.、善藤威史、園元謙二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 環状バクテリオシン、エンテロシンNKR-5-3Bの環状化を担うタンパク質の解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐戸翔太、PEREZ Rodney H.、善藤威史、園元謙二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Insights into the molecular mechanism on the biosynthesis of the circular bacteriocin, enterocin NKR-5-3B2018

    • 著者名/発表者名
      Rodney H. Perez, Haruki Sugino, Takeshi Zendo, Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      6th International Symposium on Antimicrobial Peptides
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 部位特異的変異による乳酸菌バクテリオシンの強化2018

    • 著者名/発表者名
      竹内啓記、Perez R.H.、石橋直樹、善藤威史、園元謙二
    • 学会等名
      2018年度日本乳酸菌学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Understanding the biosynthetic mechanism of the circular antimicrobial peptide, enterocin NKR-5-3B, from Enterococcus faecium2018

    • 著者名/発表者名
      Rodney H. Perez, Haruki Sugino, Takeshi Zendo, Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      4th International Conference on Circular Proteins and Peptides
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乳酸菌由来の環状抗菌ペプチド、エンテロシン NKR-5-3B の生合成を担う EnkB2 の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐戸翔太、池田史織、高城博也、杉野春貴、PEREZ Rodney H.、石橋直樹、善藤威史、園元謙二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 環状バクテリオシン、エンテロシンNKR-5-3Bの環化機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐戸翔太、池田史織、高城博也、Perez RH 、杉野春貴、石橋直樹、 善藤威史、園元謙二
    • 学会等名
      第54回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 環状バクテリオシンenterocin NKR-5-3B生合成タンパク質の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐戸翔太、池田史織、高城博也、Perez RH、 杉野春貴、石橋直樹、善藤威史、園元謙二
    • 学会等名
      日本乳酸菌学会2017年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bioengineering of Bacteriocins to Enhance its Bioactivity by Site-Specific Mutation2017

    • 著者名/発表者名
      Haruki Takeuchi, Rodney H. Perez, Takeshi Zendo, Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      AFELiSA 2017, International Symposium on Agricultural, Food, Environmental and Life Sciences in Asia, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional Analysis of a Protein Responsible for Biosynthesis of a Circular Bacteriocin, Enterocin NKR-5-3B2017

    • 著者名/発表者名
      Shota Sado, Shiori Ikeda, Hiroya Taki, Rodney H. Perez, Haruki Sugino, Naoki Ishibashi, Takeshi Zendo, Kenji Sonomoto
    • 学会等名
      AFELiSA 2017, International Symposium on Agricultural, Food, Environmental and Life Sciences in Asia, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of the Amino Acid Residues Involved in the Biosynthesis of Ent53B2017

    • 著者名/発表者名
      Rodney H. Perez, Haruki Sugino, Takeshi Zendo, Kenji Sonomto
    • 学会等名
      AFELiSA 2017, International Symposium on Agricultural, Food, Environmental and Life Sciences in Asia, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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