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ヘム鉄獲得システムを阻害する人工金属蛋白による緑膿菌の新規殺菌法開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H02084
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

荘司 長三  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (90379587)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードヘム獲得蛋白質 / 緑膿菌 / ポルフィリン / フタロシアニン / 光殺菌 / 増感剤 / 多剤耐性菌 / 結晶構造解析 / フタロシアニンシアニン / ヘム獲得タンパク質 / 金属錯体 / 殺菌
研究成果の概要

強い薬剤抵抗性を持ち,多剤耐性化しやすく,院内感染の主要な原因菌となっている緑膿菌が鉄欠乏状態で分泌するヘム鉄獲得蛋白質HasAに、ガリウムフタロシアニンを捕捉させた人工金属蛋白質を開発した。人工金属蛋白質を緑膿菌に作用させると、10分間の赤色光を照射するだけで99.999%以上の緑膿菌を光殺菌できる、既存の抗生物質とは作用機序が異なる新規殺菌手法である。多剤耐性緑膿菌も殺菌できることを確認するとともに、緑膿菌のみを高選択的に殺菌可能な手法であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

緑膿菌はヒトに日和見感染する病原菌であり,高い薬剤抵抗性や薬剤耐性化しやすい性質から,既存の抗生物質が効かない薬剤耐性緑膿菌が多く発生している.世界保健機関(WHO)は最も危険な薬剤耐性菌の1種としてカルバペネム系抗生物質に耐性化した緑膿菌をあげており,従来の抗菌薬とは作用機序が異なり耐性化されにくい,緑膿菌感染症の新たな治療法開発が強く望まれている.本研究では,日和見感染菌の緑膿菌を標的とし,合成金属錯体を内包させた人工金属蛋白質を構築し,従来の抗菌薬とは全く異なる作用機序の緑膿菌高選択的な光殺菌法を開発した.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Hijacking the Heme Acquisition System of Pseudomonas aeruginosa for the Delivery of Phthalocyanine as an Antimicrobial2019

    • 著者名/発表者名
      Shisaka Yuma、Iwai Yusuke、Yamada Shiho、Uehara Hiromu、Tosha Takehiko、Sugimoto Hiroshi、Shiro Yoshitsugu、Stanfield Joshua K.、Ogawa Kazuya、Watanabe Yoshihito、Shoji Osami
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 14 号: 7 ページ: 1637-1642

    • DOI

      10.1021/acschembio.9b00373

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly malleable haem-binding site of the haemoprotein HasA permits stable accommodation of bulky tetraphenylporphycenes2019

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara,E.; Shisaka,Y.; Iwai, Y.; Yamada, S.; Uehara, H.; Tosha, T.; Sugimoto, H.; Shiro, Y.; Stanfield, J. K.; Ogawa, K.; Watanabe, Y.; Shoji, O.
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9(32) 号: 32 ページ: 18697-18702

    • DOI

      10.1039/c9ra02872b

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 緑膿菌の鉄獲得系を利用する選択的な光増感剤輸送と光殺菌2020

    • 著者名/発表者名
      荘司長三
    • 学会等名
      第94回日本感染症学会総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属酵素の誤作動誘起と高難度酸化反応2020

    • 著者名/発表者名
      荘司長三
    • 学会等名
      第53回酸化反応討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Building of Rigid Heme Protein Multimers Based on Metal Coordination2020

    • 著者名/発表者名
      H. Inaba, Y. Shisaka, G. Ueda, K. Suzuki, S. Ariyasu, Y. Aiba, H. Sugimoto, O. Shoji
    • 学会等名
      IRCCS第4回国際シンポジウム"Multidimensional control over material structure and function”
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stable metalloprotein composed of a bulky synthetic porphyrin and theheme acquisition protein secreted by Pseudomonas aeruginosa2020

    • 著者名/発表者名
      G. Ueda, Y. Shisaka, E. Sakakibara, H. Sugimoto, S. Osami
    • 学会等名
      第20回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] かさ高いメソ位置換ポルフィリンを捕捉したヘム獲得タンパク質HasA2020

    • 著者名/発表者名
      上田我竜、四坂勇磨、榊原えりか、有安真也、杉本宏、荘司長三
    • 学会等名
      錯体化学会第70回討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金属配位をトリガーとする剛直に連結されたヘムタンパク質多量体形成2020

    • 著者名/発表者名
      稲葉大晃、四坂勇磨、上田我竜、有安真也、愛場雄一郎、杉本宏、荘司長三
    • 学会等名
      錯体化学会第70回討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金属配位をトリガーとするヘムタンパク質超分子の構築を目指したヘムタンパク質の多量体形成2020

    • 著者名/発表者名
      稲葉大晃、四坂勇磨、上田我竜、有安真也、愛場雄一郎、杉本宏、荘司長三
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Delivery of Aluminium Phthalocyanine by Exploiting the Heme Acquisition System of Pseudomonas aeruginosa for an Effective Photosterilization2020

    • 著者名/発表者名
      奥田理央、四坂勇磨、榊原えりか、有安真也、愛場雄一郎、荘司長三
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Heme Protein HasA Capturing Artificial Metal Complexes for Novel Biocatalysts2020

    • 著者名/発表者名
      E. Sakakibara, Y. Shisaka, H. Sugimoto, S. Ariyasu, O. Shoji
    • 学会等名
      日本化学会第 101 春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メソ位置換ポルフィリン誘導体によるヘム獲得タンパク質 HasAの二量化2020

    • 著者名/発表者名
      上田我竜、四坂勇磨、榊原えりか、有安真也、杉本宏、荘司長三
    • 学会等名
      日本化学会第 101 春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金属錯体によって制御された剛直なヘムタンパク質多量体の構築2020

    • 著者名/発表者名
      稲葉大晃、四坂勇磨、上田我竜、鈴木和人、有安真也、愛場雄一郎、杉本宏、荘司長三
    • 学会等名
      日本化学会第 101 春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Specific Photosterilization of Pseudomonas Aeruginosa Exploiting Its Heme Acquisition System2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Shisaka, T. Tosha, H. Sugimoto, Y. Shiro, Y. Watanabe, O. Shoji
    • 学会等名
      19th International Conference on Biological Inorganic Chemistry (ICBIC-19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of Hemoprotein HasA Incorporating Bulky Metal Complexes2019

    • 著者名/発表者名
      E. Sakakibara, Y. Shisaka, D. Koga, X. Xu, T. Ono, Y. Hisaeda, H. Sugimoto, Y. Watanabe, O. Shoji
    • 学会等名
      19th International Conference on Biological Inorganic Chemistry (ICBIC-19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 緑膿菌のヘム獲得機構を標的とする薬剤輸送システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨、岩井佑介、山田志歩、営舎武彦、杉本宏、城宜嗣、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 合成金属錯体による緑膿菌のヘム獲得蛋白質HasAの機能化2019

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨、當舎武彦、杉本宏、城宜嗣、小川和也、荘司長三
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 合成ポルフィリンを内包させたヘム蛋白質の超高分解能X線結晶構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨, 杉本宏, 荘司長三
    • 学会等名
      日本結晶学会 令和元年(2019年)度年会および会員総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 「トロイの木馬的」戦略による緑膿菌の高選択的光殺菌2019

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨、荘司長三
    • 学会等名
      第54回緑膿菌感染症研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新規反応場構築を指向した金属錯体と蛋白質の複合化2019

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、四坂勇磨、古賀大貴、徐寧、小野利和、久枝良雄、杉本宏、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 嵩高い金属錯体を捕捉したヘム蛋白質( HasA )の創製2019

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、四坂勇磨、古賀大貴、徐寧、小野利和、久枝良雄、杉本宏、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新規機能の創造を指向したヘム蛋白質(HasA)と嵩高い金属錯体の複合化2019

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、四坂勇磨、古賀大貴、徐寧、小野利和、久枝良雄、杉本宏、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリンオリゴマーへの配位を利用したヘム獲得タンパク質HasAの多量体構築2019

    • 著者名/発表者名
      上田我竜、四坂勇磨、榊原えりか、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      第32回生物無機化学夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ポルフィリンオリゴマーを基盤としたヘム獲得タンパク質 HasAの多量体構築2019

    • 著者名/発表者名
      上田我竜、四坂勇磨、榊原えりか、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      錯体化学会第69回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ヘム蛋白質HasAのメソ置換ポルフィリン補足能を利用したHasA多量体構築2019

    • 著者名/発表者名
      上田我竜、四坂勇磨、榊原えりか、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 剛直なポルフィリンオリゴマーによるヘム獲得タンパク質HasAの多量化2019

    • 著者名/発表者名
      上田我竜、四坂勇磨、榊原えりか、荘司長三
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Selective Sterilization of Pseudomonas aeruginosa Utilizing its extracellular heme acquisition protein with gallium-phthalocyanine2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Shisaka, Y.Iwai, S.Yamada, T.Tosya, H.Sugimoto, Y.Shiro, Y.Watanabe, O.Shoji
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 嵩高い金属錯体と蛋白質の新規複合体の創出2019

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、四坂勇磨、古賀大貴、徐寧、小野利和、久枝良雄、杉本宏、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Heme Acquisition Protein HasA with 5,15-Diphenylporphyrin and Its Derivatives as an Artificial Prosthetic Group2018

    • 著者名/発表者名
      O. Shoji, Y. Shisaka, H. Uehara , T. Nishimura , Y. Miyake , H. Shinokubo, H. Sugimoto, Y. Shiroe, Y. Watanabe
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heme Acquisition Protein HasA with Metal-Phthalocyanine and 5,15-DiphenylporphyrinDerivatives as an Artificial Prosthetic Group2018

    • 著者名/発表者名
      O. Shoji, H. Uehara, Y. Shisaka, T. Nishimura, Y. Miyake, H. Shinokubo, H. Sugimoto, Y. Shiro, Y. Watanabe
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-10)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Selective Sterilization of Pseudomonas aeruginosa Utilizing Phthalocyanine Captured by the Heme-Acquisition Protein HasA2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Shisaka, Y. Iwai, S.Yamada, T. Tosha, H. Sugimoto, Y. Shiro, Y. Watanabe, O. Shoji
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-10)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PHOTO-STERILIZATION OF PSEUDOMONAS AERUGINOSA IN BIOFILM UTILIZING ITS HEME ACQUISITION SYSTEM2018

    • 著者名/発表者名
      M. Otake, Y. Shisaka, S. Yamada, O. Shoji, Y. Watanabe
    • 学会等名
      9th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Incorporation of Synthetic Metal Complexes into Heme Acquisition Proteins of Pseudomonas aeruginosa2018

    • 著者名/発表者名
      E. Sakakiara, Y. Shisaka, O. Shoji, H. Sugimoto, Y. Watanabe
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-10)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heme Acquisition Protein HasA with Synthetic Metal Complexes as an Artificial Prosthetic Group2018

    • 著者名/発表者名
      O. Shoji, Y. Shisaka, H. Uehara, S. Yamada, H. Sugimoto, Y. Shiro, T. Nishimura, H. Shinokubo, Y. Miyake, Y. Watanabe
    • 学会等名
      The 68th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 緑膿菌が分泌するヘム蛋白質HasAを利用した緑膿菌選択的な殺菌手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨、岩井佑介、山田志歩、當舎武彦、杉本宏、城宜嗣、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      第8回『企業と博士人材の交流会』
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 緑膿菌が分泌するヘム蛋白質HasA を活用した緑膿菌選択的な殺菌2018

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨、岩井佑介、山田志歩、當舎武彦、杉本宏、城宜嗣、渡辺芳人、荘司長三
    • 学会等名
      第31回生物無機化学夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヘム獲得系を用いたバイオフィルム形成緑膿菌の光線力学的殺菌2018

    • 著者名/発表者名
      大竹 美保 、四坂 勇磨、山田 志歩、荘司 長三、渡辺 芳人
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第32回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヘム獲得蛋白質を用いたバイオフィルム形成緑膿菌の光線力学的殺菌2018

    • 著者名/発表者名
      大竹 美保 、四坂 勇磨、山田 志歩、荘司 長三、渡辺 芳人
    • 学会等名
      第18回蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 嵩高い置換基を有するポルフィセン錯体とヘム蛋白質の複合化2018

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、四坂勇磨、古賀大貴、小野利和、久枝良雄、杉本宏、荘司長三、渡辺芳人
    • 学会等名
      第31回生物無機化学夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 嵩高い金属錯体と蛋白質の新規複合体の創出2018

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、四坂勇磨、荘司長三、杉本宏、渡辺芳人
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会 第30回サマースクール
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 緑膿菌のヘム蛋白質による金属錯体の捕捉2018

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、四坂勇磨、荘司長三、杉本宏、渡辺芳人
    • 学会等名
      第18回蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 人工金属タンパク質で緑膿菌を狙い撃ち 緑膿菌が分泌するヘムタンパク質で金属フタロシアニンを送り込む2020

    • 著者名/発表者名
      荘司長三、四坂勇磨
    • 出版者
      ファルマシア(日本薬学会会報誌)Vo.56, No.8
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 感染症2018

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨、荘司長三
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      株式会社協和企画
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-12-28  

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