細菌のＴｏｌＣ共役型異物排出タンパクのＸ線結晶構造解析

• 研究課題/領域番号: 24370045
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中島 良介 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (20379100)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2014年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: 異物排出トランスポーター / 立体構造 / 多剤耐性 / 蛋白質 / 細菌 / 抗生物質 / 感染症

研究成果の概要

しばしば多剤耐性化して臨床の場で問題となっている緑膿菌の主要な耐性因子MexB（TolC共役型）の結晶構造解析に成功し、次いで特異的阻害剤との結合構造も解明した。これにより現有の特異的阻害剤がユニバーサル阻害薬とならない理由が判明した。この他、最終年度には新たに基質結合構造の解析にも成功した。これらは異物排出トランスポーターオリエンテッドな、構造に基づいた創薬の足がかりとなる成果である。

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis of RND-type multidrug exporters (2015)
  • 著者名/発表者名: Akihito Yamaguchi, Ryosuke Nakashima, Keisuke Sakurai
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 6
  • DOI: 10.3389/fmicb.2015.00327
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 多剤耐性菌感染症の原因となる多剤排出タンパク質の阻害剤結合構造を決定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口明人、中島良介、櫻井啓介
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 31 ページ: 2272-2276
• [雑誌論文] Structural basis for the inhibition of bacterial multidrug exporters (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Nakashima, Keisuke Sakurai, Seiii Yamasaki, Katsuhiko Hayashi, Chikahiro Nagata, Kazuki Hoshino, Yoshikuni Onodera, Kunihiko Nishino and Akihito Yamaguchi
  • 雑誌名: Nature 巻: 500 号: 7460 ページ: 102-106
  • DOI: 10.1038/nature12300
  • 査読あり
• [雑誌論文] The crystal structure of multidrug-resistance regulator RamR with multiple drugs (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki S, Nikaido E, Nakashima R, Sakurai K, Fujiwara D, Fujii I, Nishino K
  • 雑誌名: Nature Comunications 巻: 4 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/ncomms3078
  • 査読あり
• [雑誌論文] 異物排出トランスポーターによる多剤認識機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中島良介、山口明人
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 31 ページ: 529-534
• [雑誌論文] 多剤耐性菌の薬剤排出機構を解明/阻害薬開発に期待 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口明人、中島良介
  • 雑誌名: Medical Tribune 巻: 45 ページ: 50-50
• [学会発表] 異物排出の構造的基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口明人, 中島良介, 櫻井啓介
  • 学会等名: 生体エネルギー研究会 第40回討論会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-13
• [学会発表] 多剤排出システム AcrAB-TolC 複合体には何分子の AcrA が必要か? (2014)
  • 著者名/発表者名: 林克彦, 中島良介, 山﨑聖司, 櫻井啓介, 西野邦彦, 山口明人
  • 学会等名: 第36回 生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2014-11-20
• [学会発表] グラム陰性菌多剤排出トランスポーターの阻害剤結合構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林克彦, 中島良介, 櫻井啓介, 山﨑聖司, 西野邦彦, 山口明人
  • 学会等名: 第12回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2014-07-14 – 2014-07-15
• [学会発表] 大腸菌多剤排出トランスポーターAcrABの機能複合体の構成比 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 克彦、中島 良介、山崎 聖司、櫻井 啓介、北川 公惠、西野 邦彦、山口 明人
  • 学会等名: 第14回 蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] RND型異物排出タンパクのユニバーサル阻害剤開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻井啓介, 中島良介, 山崎聖司, 林克彦, 西野邦彦, 山口明人
  • 学会等名: 第9回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2014-06-14 – 2014-06-15
• [学会発表] 多剤排出トランスポーターの阻害剤結合様式と阻害メカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山﨑聖司、中島良介、櫻井啓介、林克彦、長田親弘、星野一樹、小野寺宜郷、西野邦彦、山口明人
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Structural Basis of Bacterial Major Multidrug Efflux Transporter Inhibition (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Nakashima R, Sakurai K, Yamasaki S, Nishino K, Yamaguchi A
  • 学会等名: The 17th SANKEN International Symposium / The 2nd International Symposium of Nano-Macro Materials, Devices, and System Research Alliance Project
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Structures of the Multidrug Exporter AcrB Reveal a Proximal Multisite Drug-binding Pocket (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, S., Nishino K, Nakashima R, Sakurai K, Yamaguchi A
  • 学会等名: The 17th SANKEN International Symposium / The 2nd International Symposium of Nano-Macro Materials, Devices, and System Research Alliance Project
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] サルモネラの薬剤排出ポンプAcrABの転写調節因子RamRのX線結晶構造解析及び機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎優、二階堂英司、中島良介、櫻井啓介、山口明人、西野邦彦
  • 学会等名: 第85回 日本生化学大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2013-12-15
• [学会発表] 異物排出輸送の構造的基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口明人、中島良介
  • 学会等名: 第85回 日本生化学大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2013-12-15
• [学会発表] RND型多剤排出ポンプ阻害剤開発の基本概念 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林克彦、中島良介、櫻井啓介、山崎聖司、長田親弘、小野寺宜郷、西野邦彦、山口明人
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 細菌多剤耐性化に関与する転写制御因子RamRと多剤との共結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎優、二階堂英司、中島良介、櫻井啓介、西野邦彦
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] The crystal structures of Bacterial multidrug efflux pumps with a specific inhibitor in the common inhibitory narrow pit (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, R. Nakashima, K. Sakurai, S. Yamasaki, C. Nagata, K. Hoshino, Y. Onodera, K. Nishino and A. Yamaguchi
  • 学会等名: Gordon Research Conference, "Multi-Drug Emux Systems"
  • 発表場所: CA, U.S.A.
  • 年月日: 2013-03-20
• [学会発表] The crystal structures of Bacterial multidrug efflux pumps with a specific inhibitor in the common inhibitory narrow pit. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, R. Nakashima, K. Sakurai, S. Yamasaki, C. Nagata, K. Hoshino, Y. Onodera, K. Nishino, A. Yamaguchi
  • 学会等名: The 16th SANKEN International Symposium 2013/The 11th SANKEN Nanotechnology Symposium2013
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-01-22
• [学会発表] Structures of AcrB Multidrug Emux Pump Reveal the Peristaltic Drug Export Mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yamasaki, K. Nishino, R. Nakashima, K, Sakurai, A. Yamaguchi
  • 学会等名: The 16th SANKEN International Symposium 2013/The 11th SANKEN Nanotechnology Symposium2013
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-01-22
• [学会発表] The crystal structure of multidrug resistance regulator RamR reveal the mechanism of multiple drugs recognition (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yamasaki, E. Nikaido, R. Nakashima, K. Sakurai, A. Yamaguchi, K. Nishino
  • 学会等名: The 16th SANKEN International Symposium 2013/The 11th SANKEN Nanotechnology Symposium2013
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-01-22
• [学会発表] 多剤排出タンパクの阻害剤結合構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島良介、櫻井啓介、山崎聖司、林克彦、西野邦彦、山口明人
  • 学会等名: 第35回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 細菌の異物認識機構と排出制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎優、二階堂英司、中島良介、櫻井啓介、藤原大佑、藤井郁雄、西野邦彦
  • 学会等名: 第35回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 異物排出トランスポーターの阻害剤結合様式と阻害メカニズムの解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山﨑聖司、中島良介、櫻井啓介、林克彦、長田親弘、星野一樹、小野寺宜郷、西野邦彦、山口明人
  • 学会等名: 第66回日本細菌学会関西支部総会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] RND 型薬剤排出トランスポーターの阻害活性の構造的基礎 (2013)
  • 著者名/発表者名: 櫻井啓介、中島良介、山崎聖司、林克彦、西野邦彦、山口明人
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 大腸菌多剤排出トランスポーター複合体AcrAB の結合比決定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林克彦、中島良介、櫻井啓介、山崎聖司、西野邦彦、山口明人
  • 学会等名: 第51回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Crystal structures of the inhibitor-bound multi-drug efflux transporters, AcrB and MexB (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Nakashima R, Sakurai K, Yamasaki S, Nishino K, Yamaguchi A
  • 学会等名: 第86回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] Inhibitor-bound structures of bacterial major multidrug efflux transporters, AcrB and MexB (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Nakashima R, Sakurai K, Yamasaki S, Nishino K, Yamaguchi A
  • 学会等名: 5th Symposium on Antimicrobial Resistance in Animals and the Environment
  • 発表場所: Belgium
• [学会発表] Peristaltic drug export mechanism of the multidrug exporter AcrB (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki S, Nishino K, Nakashima R, Sakurai K, Yamaguchi A
  • 学会等名: 5th Symposium on Antimicrobial Resistance in Animals and the Environment
  • 発表場所: Belgium
• [学会発表] 多剤排出タンパクAcrB, MexBの阻害剤結合構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島良介、櫻井啓介、山崎聖司、林克彦、西野邦彦、山口明人
  • 学会等名: 第8回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 熊本
  • 招待講演
• [学会発表] 多剤耐性制御因子RamRによる抗菌薬認識機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎優、二階堂英司、城阪郁江、櫻井啓介、中島良介、山口明人、西野邦彦
  • 学会等名: 大阪大学 産業科学研究所 第68回学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-11-22
• [学会発表] サルモネラ薬剤排出ポンプAcrABの制御機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎優、二階堂英司、櫻井啓介、中島良介、山口明人、西野邦彦
  • 学会等名: 第62回 日本薬学会近畿支部総会・大会
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2012-10-20
• [学会発表] サルモネラの薬剤排出ポンプAcrABの転写制御因子RamRと基質の相互作用及びX線結晶構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎優、二階堂英司、城坂郁江、中島良介、櫻井啓介、山口明人、西野邦彦
  • 学会等名: 第10回 次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-08-07
• [学会発表] サルモネラの薬剤排出ポンプAcrABの制御因子RamRと基質の相互作用及びX線結晶構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎優、櫻井啓介、中島良介、山口明人、西野邦彦
  • 学会等名: BIA Symposium 2012
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-07-20
• [学会発表] 多剤排出トランスポーターの基質認識と排出機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中島良介、櫻井啓介、山崎聖司、西野邦彦、山口明人
  • 学会等名: 第12回 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 名古屋(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-22
• [学会発表] Peristaltic Drug Export Mechanism of the AcrB Multidrug Emux Pump (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yamasaki, K. Nishino, R.Nakashima, K. Sakurai and A. Yamaguchi
  • 学会等名: ASM American Society for Microbiology 112th General Meeting
  • 発表場所: San Francisco, U. S. A.
  • 年月日: 2012-06-18
• [図書] 実験医学増刊号 構造生命科学で何がわかるのか，何ができるのか (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島良介、櫻井啓介、山口明人
  • 総ページ数: 230
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 研究室紹介ページ
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/cmb/
• [備考] 多剤排出タンパク質の阻害剤結合構造決定に初めて成功
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/jp/operation/press_release.html
• [備考] 多剤排出タンパク質の発現にブレーキを掛ける機構を解明！
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/jp/operation/press_release.html
• [備考]
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/cmb/
• [備考]
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/operation/report.html