改変型鉄獲得蛋白質による緑膿菌の鉄獲得阻害と光線力学的反応を併用する殺菌システム

• 研究課題/領域番号: 26708018
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 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, 准教授 (90379587)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円); 2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
• キーワード: ヘム / 緑膿菌 / 増殖阻害 / フタロシアニン / ポルフィリン / 鉄 / 光照射 / 一重項酸素 / 細菌 / 蛋白質 / ヘム獲得蛋白質 / 金属錯体 / 光殺菌 / 酵素 / 殺菌 / ヘム獲得蛋白 / 結晶構造解析

研究成果の概要

緑膿菌は，多剤耐性菌の出現による院内感染が社会問題となっているグラム陰性細菌で，多剤耐性緑膿菌に対する治療法の確立が急がれている．緑膿菌は鉄が不足した状態に陥ると鉄ポルフィリン錯体（ヘム鉄）を鉄分として獲得することを目的として，ヘム鉄獲得蛋白質（HasA）を分泌する。本研究では、HasAがヘムとは異なる形状の合成金属錯体であっても捕捉可能であることを明らかにした。鉄-フタロシアニンや鉄-ジフェニルポルフィリンを結合したHasAが緑膿菌の増殖を阻害することを見出した。また、ガリウムフタロシアニンを結合させたHasAを用いると光照射によって緑膿菌を殺菌できることも明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Structures of the Heme Acquisition Protein HasA with Iron(III)-5,15-Diphenylporphyrin and Derivatives Thereof as an Artificial Prosthetic Group (2017)
  • 著者名/発表者名: Uehara Hiromu、Shisaka Yuma、Nishimura Tsubasa、Sugimoto Hiroshi、Shiro Yoshitsugu、Miyake Yoshihiro、Shinokubo Hiroshi、Watanabe Yoshihito、Shoji Osami
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 56 号: 48 ページ: 15279-15283
  • DOI: 10.1002/anie.201707212
  • NAID: 120006382255
  • 査読あり
• [雑誌論文] An in vivo Inhibitory Effect on the Heme Uptake of Pseudomonas aeruginosa by Its Hemophore (HasAp) Carrying Synthetic Metal Complexes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shirataki, C.; Shoji, O.; Terada, M.; Ozaki, S.; Sugimoto, H.; Shiro, Y.; Watanabe, Y.
  • 雑誌名: Angw. Chem. Int. Ed. 巻: 53 号: 11 ページ: 2862-2866
  • DOI: 10.1002/anie.201307889
  • 査読あり
• [学会発表] Analyzing the mechanism of growth inhibition against Pseudomonas aeruginosa using heme acquisition protein HasA with synthetic metal complexes (2018)
  • 著者名/発表者名: Y.Shisaka, O. Shoji, H.Uehara, Y. Iwai, A. Nakashima, Y. Watanabe
  • 学会等名: 日本化学会 第98春季年会(2018)
• [学会発表] 緑膿菌のヘム獲得システムを利用した光線力学的殺菌法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田志歩、四坂勇磨、岩井佑介、荘司長三、渡辺芳人
  • 学会等名: 日本化学会 第98春季年会 (2018)
• [学会発表] 緑膿菌のヘム獲得タンパク質を用いた新規殺菌法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉村麻実、愛場雄一郎、荘司長三、渡辺芳人
  • 学会等名: 日本化学会 第98春季年会 (2018)
• [学会発表] 緑膿菌のヘム輸送蛋白質複合体PhuUV-Tに関する研究 (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: 日本化学会 第98春季年会 (2018)
• [学会発表] ヘム獲得蛋白質と合成金属錯体の複合体による緑膿菌の増殖抑制 (2017)
  • 著者名/発表者名: 荘司長三
  • 学会等名: 第27回金属の関与する生体関連反応シンポジウム（SRM2017）
• [学会発表] Evaluating the Mechanism of Growth Inhibition Using Hemoprotein HasA with Artificial Metal Complexes (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Shisaka, O. Shoji, H. Uehara, A. Nakashima, Y. Iwai, Y. Watanabe,
  • 学会等名: The Second International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017)
• [学会発表] Specific Sterilization of Pseudomonas aeruginosa Using Its Heme Acquisition Protein HasA (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Shisaka, S. Yamada, Y. Iwai, H. Sugimoto, Y. Shiro, O. Shoji, Y. Watanabe
  • 学会等名: 14th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (ISABC14)
• [学会発表] Studies on the heme uptake proteins (PhuUV-T) from pseudomonas aeruginosa (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Sakakibara, Y. Shisaka, O. Shoji, H. Sugimoto, Y.Watanabe
  • 学会等名: IRCCS-JST CREST Joint Symposium “Chemical sciences facing difficult challenges
• [学会発表] unctional Studies on the Heme Uptake Protein Complex PhuUV-T from Pseudomonas aeruginosa (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Sakakiara, Y. Shisaka, O.Shoji, H. Sugimoto, Y. Watanabe
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017)
• [学会発表] ヘム獲得系を標的とした緑膿菌選択的な殺菌法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 四坂勇磨、岩井佑介、山田志歩、杉本宏、城宜嗣、荘司長三、渡辺芳人
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
• [学会発表] 合成金属錯体を取り込ませたヘム獲得蛋白質HasAの機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 四坂勇磨、岩井佑介、山田志歩、杉本 宏、城 宜嗣、荘司長三、渡辺芳人
  • 学会等名: 錯体化学研究会「錯体化学若手の会夏の学校2017」
• [学会発表] 緑膿菌の増殖を抑制する合成金属錯体捕捉HasA と外膜受容体HasR の相互作用解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 四坂勇磨、荘司長三、當舎武彦、杉本 宏、城 宜嗣、渡辺芳人
  • 学会等名: 第17回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] 緑膿菌のヘム獲得機構を利用した光殺菌 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田志歩、荘司長三、四坂勇磨、岩井佑介、渡辺芳人
  • 学会等名: 第17回日本蛋白質科学会年会
• [学会発表] ヘム獲得系を利用した光線力学療法によるバイオフィルム内緑膿菌の殺菌 (2017)
  • 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7回CSJ化学フェスタ2017
• [学会発表] ヘム獲得機構を利用した光線力学療法による Biofilm内緑膿菌の殺菌 (2017)
  • 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2回バイオフィルム若手ワークショップ
• [学会発表] 緑膿菌のヘム輸送蛋白質複合体(PhuUV-T)に関する研究 (2017)
  • 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: 統合物質創製化学研究推進機構 第3回国内シンポジウム
• [学会発表] 緑膿菌の鉄獲得阻害による殺菌を指向したヘム獲得機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 榊原えりか、荘司長三、渡辺芳人
  • 学会等名: 第7回CSJ化学フェスタ2017
• [学会発表] 緑膿菌のヘム獲得蛋白質複合体に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 榊原えりか、荘司長三、渡辺芳人
  • 学会等名: 第30回生物無機化学夏季セミナー
• [学会発表] Growth Inhibition of Pseudomonas Aeruginosa by Hasa with Synthetic Metal Complexes and A Novel Elimination System of Bacteria by Photo-Irradiation (2016)
  • 著者名/発表者名: O. Shoji, C. Shirataki, Y. Shisaka, H. Uehara, Y. Iwai, A. Nakashima, M. Terada, S. Ozaki, H. Sugimoto, Y. Shiro, Y. Watanabe
  • 学会等名: AsBIC8
  • 発表場所: Auckland, Newzealand
  • 年月日: 2016-12-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 酸化酵素の誤作動を利用するバイオ触媒系の創成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荘司 長三
  • 学会等名: ＪＸエネルギー株式会社講演会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 酵素の誤作動を利用する高難度物質変換 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荘司 長三
  • 学会等名: 東京理科大学講演会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 疑似基質による生体触媒の反応制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 荘司 長三
  • 学会等名: 第１回産総研中国センター酵素研究セミナー
  • 発表場所: 東広島
  • 招待講演
• [学会発表] Growth inhibition of Pseudomonas aeruginosa by HasA with metal-phthalocyanine and a novel elimination system of bacteria by photo-irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: O. Shoji, C. Shirataki, Y. Iwai, A. Nakashima, M. Terada, S. Ozaki, H. Sugimoto, Y. Shiro, Y. Watanabe
  • 学会等名: ICBIC17
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2015-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] 緑膿菌の鉄獲得機構を逆手に取った新規殺菌法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荘司長三
  • 学会等名: 第63回日本化学療法学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-06-04
  • 招待講演
• [学会発表] 偽のヘム鉄獲得蛋白質を利用する緑膿菌の増殖阻害 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荘司長三
  • 学会等名: 第49回緑膿菌感染症研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-02-06 – 2015-02-07
  • 招待講演
• [学会発表] 酸化酵素の誤作動を誘起する次世代疑似基質の開発とガス状アルカンの水酸化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荘司長三
  • 学会等名: 分子研研究会「生物無機化学の最先端と今後の展望：金属と生体分子の作用機序解明とモデル化および応用への展開」
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2015-01-06 – 2015-01-07
  • 招待講演
• [学会発表] 改変鉄獲得タンパク質による緑膿菌の増殖阻害 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荘司長三、白瀧千夏子、岩井佑介、中島彩夏、寺田光良、小崎紳一、杉本 宏、城 宜嗣、渡辺芳人
  • 学会等名: 錯体化学会第64回討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
• [図書] 化学と工業2月号「緑膿菌の増殖を阻害する「人口金属タンパク質」」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 荘司長三
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 日本化学会
• [備考] 名古屋大学大学院理学研究科生物無機化学研究室
  • URL: http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/
• [備考] 名古屋大学理学研究科生物無機化学研究室
  • URL: http://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/
• [備考] 緑膿菌をだまし討ち！ 鉄分の供給遮断による新規緑膿菌増殖阻害法の開発に成功
  • URL: http://www.aip.nagoya-u.ac.jp/public/nu_research_ja/highlights/detail/0000769.html
• [備考] 院内感染に光明？
  • URL: http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/research/2014/03/post-7.php