立体構造情報を利用したメタロ型カルバペネム分解酵素の阻害剤創製と細菌検査への応用

• 研究課題/領域番号: 24790570
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 病態検査学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 和知野 純一 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00535651)
• 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: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 薬剤耐性菌 / メタロβ-ラクタマーゼ / カルバペネム耐性 / メタロ-β-ラクタマーゼ / SMB-1 / D-captopril / 薬剤耐性

研究成果の概要

本研究では、SMB-1メタロβ-ラクタマーゼ（MBL）のX線結晶構造解析を行った。SMB-1の構造は他のサブクラスB3 MBLであるAIM-1、L1、BJP-1と似ていた。活性中心には２つの亜鉛があり、その間に水分子が１つ存在した。この水は、β-ラクタム環の加水分解に利用されるものと考えられた。SMB-1の持つQ157アミノ酸はβ-ラクタム薬との結合に重要であると考えられた。また、SMB-1－メルカプト酢酸の複合体構造を決定した。メルカプト酢酸のチオール基とSMB-1の持つ亜鉛との結合が観察された。最後に、in silico screeningによる阻害剤探索を行い、４つの阻害剤を発見した。

研究成果

• [雑誌論文] Invasive infection caused by carbapenem-resistant Acinetobacter soli, Japan. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kitanaka H, Sasano MA, Yokoyama S, Suzuki M, Jin W, Inayoshi M, Hori M, Wachino J, Kimura K, Yamada K, Arakawa Y.
  • 雑誌名: Emerg Infect Dis 巻: 20 号: 9 ページ: 1574-6
  • DOI: 10.3201/eid2009.140117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel integron-mediated fosfomycin resistance gene fosK (2014)
  • 著者名/発表者名: Kitanaka H, Wachino J, Jin W, Yokoyama S, Sasano MA, Hori M, Yamada K, Kimura K, Arakawa Y
  • 雑誌名: Antimicrob Agents Chemother 巻: 58 号: 8 ページ: 4978-9
  • DOI: 10.1128/aac.03131-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Practical Agar-Based Disk Potentiation Test to Detect Fosfomycin-Non-Susceptible Escherichia coli Clinical Isolates Producing Glutathione S-Transferases (2014)
  • 著者名/発表者名: G. Nakamura, J. Wachino, N. Sato, K. Kimura, K. Yamada, W. Jin, K. Shibayama, T. Yagi, K. Kawamura, Y. Arakawa
  • 雑誌名: Journal Clinical Microbiology 巻: 52 号: 9 ページ: 3175-3179
  • DOI: 10.1128/jcm.01094-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Disk Potentiation Test Using KB Disks Containing High Dosage Fosfomycin and Glucose-6-Phosphate to Detect the Production of Glutathione S-Transferase Responsible For Fosfomycin Resistance (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Wachino, K. Kimura, K. Yamada, W. Jin, Y. Arakawa
  • 雑誌名: Journal Clinical Microbiology 巻: 52 号: 10 ページ: 3827-3828
  • DOI: 10.1128/jcm.01805-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of a double-disk synergy test with a common metallo-β-lactamase inhibitor, mercaptoacetate, for detecting NDM-1-producing Enterobacteriaceae and Acinetobacter baumannii (2014)
  • 著者名/発表者名: Wachino J, Matsui M, Tran HH, Suzuki M, Suzuki S, Shibayama K
  • 雑誌名: Japanese Journal of Infectious Diseases 巻: 67 ページ: 66-68
  • NAID: 130003399237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid and reliable loop-mediated isothermal amplification method for detecting Streptococcus agalactiae (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura K, Yanagisawa H, Wachino J, Shibayama K, Arakawa Y
  • 雑誌名: Japanese Journal of Infectious Diseases 巻: 66 ページ: 546-548
  • NAID: 130003390340
  • 査読あり
• [雑誌論文] First detection of fosfomycin resistance gene fosA3 in CTX-M-producing Escherichia coli isolates from healthy individuals in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato N, Kawamura K, Nakane K, Wachino J, Arakawa Y
  • 雑誌名: Microbial Drug Resistance 巻: 19 号: 6 ページ: 477-482
  • DOI: 10.1089/mdr.2013.0061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening for group B streptococci with reduced penicillin susceptibility in clinical isolates obtained between 1977 and 2005 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura K, Nishiyama Y, Shimizu S, Wachino J, Matsui M, Suzuki S, Yamane K, Shibayama K, Arakawa Y
  • 雑誌名: Japanese Journal of Infectious Diseases 巻: 66 ページ: 222-225
  • NAID: 130003381675
  • 査読あり
• [雑誌論文] High cephalosporin resistance due to amino acid substitutions in PBP1A and PBP2X in a clinical isolate of group B Streptococcus (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura K, Wachino J, Kurokawa H, Matsui M, Suzuki S, Yamane K, Nagano N, Shibayama K, Arakawa Y.
  • 雑誌名: Journal of Antimicrobial Chemotherapy 巻: 68 号: 7 ページ: 1533-1536
  • DOI: 10.1093/jac/dkt060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ability of the VITEK(R) 2 system to detect group B streptococci with reduced penicillin susceptibility (PRGBS) (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura K, Nagano N, Nagano Y, Wachino J, Shibayama K, Arakawa Y.
  • 雑誌名: Journal of Antimicrobial Chemotherapy 巻: 68 ページ: 1442-1444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural Insights into the Subclass B3 Metallo-β-Lactamase SMB-1 and the Mode of Inhibition by the Common Metallo-β-Lactamase Inhibitor Mercaptoacetate (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Wachino, Yoshihiro Yamaguchi, Shigetarou Mori, Hiromasa Kurosaki, Yoshichika Arakawa, Keigo Shibayama
  • 雑誌名: Antimicrob. Agents Chemother. 巻: 57 号: 1 ページ: 101-109
  • DOI: 10.1128/aac.01264-12
  • 査読あり
• [学会発表] CREが産生するカルバペネマーゼの種類と CREの疫学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 和知野純一、荒川宜親
  • 学会等名: 第26回日本臨床微生物学会総会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-02-01 – 2015-02-02
  • 招待講演
• [学会発表] ESBL産生大腸菌における新型ホスホマイシン 耐性機構の出現とその簡易識別法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 和知野純一、木村幸司、荒川宜親
  • 学会等名: 第61日本化学療法学会東日本支部総会
  • 発表場所: 東京ドームホテル（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-31
• [学会発表] メルカプト酢酸ナトリウム(SMA）を用いたNDM型メタロβ-ラクタマーゼ産生株検出法の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 和知野純一、荒川宜親
  • 学会等名: 第６２回日本化学療法学会総会
  • 発表場所: ヒルトン福岡シーホーク（福岡市）
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-20
• [学会発表] 多剤耐性を引き起こすカルバペネマーゼに関する最新の知見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和知野純一、荒川宜親
  • 学会等名: 第61回日本化学療法学会西日本支部総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪市）
  • 招待講演
• [学会発表] アミノグリコシド、フルオロキノロン、ホスホマイシン耐性メカニズムの新知見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和知野純一、荒川宜親
  • 学会等名: 第61回日本化学療法学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 招待講演
• [学会発表] Genetic, biochemical and structural analyses of a subclass B3 metallo-β-lactamase SMB-1 from a Serratia marcescens clinical isolate (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Wachino, Yoshichika Arakawa
  • 学会等名: 28th International Congress of Chemotherapy and Infection
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
• [学会発表] メタロ-β-ラクタマーゼSMB-1の構造機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 和知野純一、森茂太郎、柴山恵吾、荒川宜親
  • 学会等名: 第86回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 千葉市
• [産業財産権] ホスホマイシン不活化酵素産生菌の検出 (2014)
  • 発明者名: 和知野純一、荒川宜親
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-04-15