薬剤排出機構が関与する緑膿菌多剤耐性機構の解明

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07670329
• 研究機関: 京都薬科大学
• 研究代表者: 後藤 直正 京都薬科大学, 薬学部, 講師 (30121560)
• 研究分担者: 辻元 秀人 京都薬科大学, 薬学部, 助手 (10257777) ; 西野 武志 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (50097838)
• キーワード: Pseudomonas aeruginosa / 緑膿菌 / Mulridrug resistance / 多剤耐性 / Efflux operon / 薬剤排出オペロン / nalB変異 / nfxB変異

研究概要

緑膿菌に多剤耐性を付与する新規排出システムについての検索を主に行い次の結果を得た.(1)既に報告されたmexA-mexB-oprMオペロンに加えて,新規排出オペロンmexC-mexD-oprJ,mexE-mexF-oprNを本菌染色体上に同定した。これらのオペロンはそれぞれ独立して発現していることが分かった.(2)mexA-mexB-oprMがmexR遺伝子により負に制御されていることが既に報告されているが,同定した2種のオペロンの内,mexC-mexD-oprJは,nfxB遺伝子により負に制御され,mexE-mexF-oprNオペロンは正に制御されていることクローニングした遺伝子を用いて明らかにした.(3)また,それぞれのオペロン産物の高産生により耐性化する抗菌剤のプロフィールが異なること,すなわち,排出システムの基質特異性が異なることを見いだした.
さらに,同定した排出システムの性状を調べることにより(1)mexA-mexB-oprMオペロンの高発現により耐性化する抗菌剤のスペクトラムは,従来知られていたものよりも広いこと,(2)mexC-mexD-oprJの発現の程度と抗菌剤耐性度が比例することを明らかにした.また,排出システムを構成する蛋白質の個々の機能を調べるために,mexC-mexD-oprJオペロンのoprJ遺伝子を破壊し,mexCおよびmexDが発現した株を作成した.この株での耐性度の低下は,プラスミド上にクローン化したoprM遺伝子の発現により回復することが分かった.この結果から,排出システムを構成する外膜蛋白質,例えばOprMやOprJが薬剤排出の本体ではなく,他の構成蛋白質による排出をより円滑にする役割を担っていることが示唆された.

研究成果

• [文献書誌] Nobuhisa Masuda et al.: "Quantitative corrclation between susceptibility and OprJ production in NlxB mutants of Pseudomonas aeruginosa." Antimicrob.Agents Chemother.40. 903-913 (1996)
• [文献書誌] Keith Poole et al.: "Overexpression of the mexC-mexD-oprJ efflux operon in nfxB type multidrug resistant strains of Pseudomonas aeruginosa." Mol.Microbiol.21. 713-724 (1996)
• [文献書誌] Thilo Kohler et al.: "Role of multidrug efflux systems in intrinsic resistance to trimethoprim and sulfamethoxazole in Pseudomonas aeruginosa." Antimicrob.Agents Chemother..40. 2288-2290 (1996)
• [文献書誌] Eisaku Yoshihara et al.: "Protein D2 porin of the Pseudomonas aeruginosa outer membrane bears protease activity" FEBS Lett..394. 179-182 (1996)
• [文献書誌] Thilo Kohler et al.: "Characterization of MexE-MexF-OprN,a positively regulated multi-drug efflux system of Pseudomonas aeruginosa." Mol.Microbiol.23. 345-354 (1997)
• [文献書誌] Hideto Tsujimoto et al.: "Expression of the major porin protein gene opcP1 of Burkholderia (formerly Pseudomonas) cepacia in Escherichia coli." Gene. (in press).