不活化酵素修飾を受けても失活しない抗生物質の創製に関する基盤研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11680599
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 堀田 国元 国立感染症研究所, 生物活性物質部・室長(厚生技官) (90165564)
• 研究分担者: 石川 淳 国立感染症研究所, 生物活性物質部, 厚生技官 (40202957)
• キーワード: 薬剤耐性遺伝子 / AAC(3) / AAC(2') / AAC(6') / アミノグリコシド抗生物質 / 活性アセチル化アミノグリコシド / ジアセチル化

研究概要

1.アミノグリコシド(AG)多剤耐性放線菌#8株は、パロモマイシン(PRM)に特異的に感受性を示すが、その粗酵素はPRMをアセチルするが、アセチル化物は高い抗菌活性し、1位のアミノ基がアセチル化されることを見出した。いずれも新発見である(J.Antibioticsに報告)。
2.上記#8株よりショットガンクローニングによりAGアセチル化酵素AAC(6')をコードするAG耐性遣伝子をクロー二ングした。クローン化酵素は6'位にアミノ基を持つAGをアセチル化したが、アルベカシン(ABK)のアセチル化物は特異的に抗菌活性を維持することを見出した(J.Antibioticsに報告)。
3.ストレプトマイシン生産菌Streptomyces griseus SS-1198中にはAG酵素遣伝子が潜在するが、変異によって活性化する。クローン化されたこれらの遣伝子を解析した結果、プロモーター領域の1塩基置換によって遺伝子の転写活性が顕著に増大することを証明した(Antimicrob.Agents Chemother.に報告)。
4.AG多剤耐性を示すS.kasugensis MB273よりクローン化したAGアセチル化酵素AAC(2')は、2'位にアミノ基をもつAGをアセチル化するが、その中でアストロマイシン(ASTM)のアセチル化物は特定の条件化で高い抗菌活性を示すことを見出した。
5.上記3種のAAC粗酵素を組み合わせて判合成AGに作用させジアセチル化を試みた結果、AAC(3)とAAC(2')のではジアセチル化がほとんど起きないことを見出した。AAC(6')とAAC(2')またはAAC(3)を組み合わせたときはジアセチル化が起き、モノアセチル化では高い抗菌活性が維持されるABKも不活性化されることを見出した(日本化学両方学会で発表)。
6.上記の3種のAAC遣伝子を用いて、2種類のAAC遣伝子をクローン化した放線菌(S.lividans TK21)を3種構築した。

研究成果

• [文献書誌] A.Sunada,M.Nakajima,Y.Ikeda,S.Kondo and K.Hotta: "Enzymatic 1-N-Acetylation of paromomycin by an actinomycete strain #8 with multiple aminoglycoside resistance and paromomycin sensitivity"J.Antibiotics. 52・9. 809-814 (1999)
• [文献書誌] C.B.Zhu,A.Sunada,J.Ishikawa,Y.Ikeda,S.Kondo and K.Hotta: "Role of aminoglycoside 6'-acetytransferase in a novel multiple amino-glycoside resistance of an actinomycte strain #8 : isolation of amino-glycosides with 6'-amino group except arbekacin and neomycin"J.Antibiotics. 52・10. 889-894 (1999)
• [文献書誌] J.Ishikawa,A.Sunada,R.Oyama and K.Hotta: "Identification and characterization of the point mutation which affects the transcription level of the chromosomal 3-N-acetyltransferase gene of Streptomyces griseus SS-1198"Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 44・2. 437-440 (2000)