β-ラクタム剤不活化酵素メタロ-β-ラクタマーゼを標的とする非可逆的阻害剤の創製

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21590116
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 創薬化学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 黒崎 博雅 熊本大学, 大学院・生命科学研究部, 准教授 (70234599)
• 研究分担者: 山口 佳宏 熊本大学, 環境安全センター, 准教授 (10363524)
• 連携研究者: 荒川 宜親 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10212622)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 医薬分子設計 / 感染症 / β-ラクタム剤 / 薬剤耐性菌 / 阻害剤 / 金属酵素

研究概要

IMP-1メタロ-β-ラクタマーゼはカルバペネムをはじめとするほとんどすべてのβ-ラクタム剤を加水分解して不活化する複核のZn(II)酵素であり、薬剤耐性機構の一つに関与している。我々は、IMP-1メタロ-β-ラクタマーゼの2つのZn(II)結合サイト(Zn1とZn2サイト)からZn(II)を取り除いたアポIMP-1酵素(apo-IMP-1)の調製を確立し、Zn(II)とCo(II)の両金属イオンに対するZn1とZn2サイトへの結合親和性を紫外-可視分光法により検討した。1当量のZn(II)と1当量のCo(II)を含むapo-IMP-1の紫外-可視吸収スペクトルから判断すると、Zn(II)はCo(II)に比べZn1サイトに高い結合親和性を示すことがわかった。また、Co(II)置換IMP-1酵素(Co(II)-IMP-1)を用いてメルカプト酢酸との相互作用についても分光学的に検討した。本研究により、apo-IMP-1中の複核金属結合部位へのCo(II)またはZn(II)の結合様式ならびにメタロ-β-ラクタマーゼ阻害剤であるメルカプト酢酸とCo(II)-IMP-1との結合様式を推定することができた。

研究成果

• [雑誌論文] A demetallation method for IMP-1 metallo-β-lactamase that restored enzymatic activity upon addition of metal ion(s) (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Yamaguchi, Shijia Ding, Emi Murakami, Kayo Imamura, Sachiko Fuchigami, Ryo Hashiguchi, Katsuhide Yutani, Hiromasa Mori, Shinnichiro Suzuki, Yoshichika Arakawa, Hiromasa Kurosaki
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 12(13) ページ: 1979-1983
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal preference of Zn(II) and Co(II) for the dinuclear metal binding site of IMP-1 metallo-β-lactamase and spectroscopic properties of Co(II)-substituted IMP-1 with mercaptoacetic acid (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Yamaguchi, Kayo Imamura, Ako Sasao, Emi Murakami, Yoshichika Arakawa, Hiromasa Kurosaki
  • 雑誌名: Med. Chem. Commun 巻: 2(8) ページ: 720-725
  • 査読あり
• [学会発表] Detection of metallo-β-lactamase producing bacteria by fluoresent probe having dansyl and thiol groups (2010)
  • 著者名/発表者名: Kouki Matsuda, Yoshihiro Yamaguchi, Junzo Hirose, Yoshichika Arakawa, Hiromasa Kurosaki
  • 学会等名: 第20回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
  • 発表場所: 徳島文理大学(徳島)
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] 薬剤耐性菌が産生するメタロ-β-ラクタマーゼの蛍光検出法の開発:ダンシルとチオール基を持つ蛍光剤のメタロ-β-ラクタマーゼIMP-1, VIM-2, IND-7に対する蛍光特性と速度論解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松田幸喜、山口佳宏、廣瀬順三、荒川宜親、黒崎博雅
  • 学会等名: 第38回薬剤耐性菌研究会
  • 発表場所: 森秋旅館(群馬)
  • 年月日: 2009-11-20