細菌性薬剤耐性タンパク質を標的としたデュアルターゲット型治療薬の開発研究

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02967
• 研究機関: 修文大学
• 研究代表者: 和知野 純一 修文大学, 医療科学部, 准教授 (00535651)
• 研究分担者: 黒崎 博雅 金城学院大学, 薬学部, 教授 (70234599)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 化合物合成

研究実績の概要

本研究では、２つの薬剤耐性タンパク質の機能を抑制する化合物の創出を目指している。今年度は、スクリーニング試験により発見したシード化合物を基盤に、その化合物を構造展開し、さらに阻害活性を増強することに注力した。
およそ半年の期間を費やし、化合物の構造展開を試みたが、複数の合成経路について検討したにも関わらず、目的の化合物を得ることはできなかった。そこで、代替案として、当初予定の化合物に構造が類似し、阻害活性増強が期待できる化合物を合成することとした。その結果、当該化合物については合成することができた。
合成した化合物について、in vitroにおける酵素阻害実験を行なったところ、薬剤耐性タンパク質Aに対する阻害活性は十分に認められたが、薬剤耐性タンパク質Bに対しては、極めて弱い阻害活性しか認められなかった。大腸菌を用いた試験においては、薬剤耐性タンパク質Aを発現する大腸菌に対して阻害活性が認められたが、薬剤耐性タンパク質Bを発現する大腸菌に対しては阻害活性が全く認められなかった。したがって、薬剤耐性タンパク質Bに対する阻害活性を増強するような化合物改変が必要であると考えられた。そこで、X線結晶構造解析により、薬剤耐性タンパク質Bと阻害剤との結合様式をあきらかにし、その座標情報を基盤に、化合物改変の方向性を決定することとした。現在、薬剤耐性タンパク質Bについては、回折データの収集に至適な結晶を得ることができている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

化合物の合成に難航した結果、予定していた試験を実施することができず、全体的に進捗が遅れている。

今後の研究の推進方策

薬剤耐性タンパク質Bと化合物との複合体の座標情報を可能な限り早く入手し、化合物の構造展開に着手する。

研究成果

• [雑誌論文] Improved disk diffusion method for simple detection of group B streptococci with reduced penicillin susceptibility (PRGBS) (2023)
  • 著者名/発表者名: Goto Rikuko、Jin Wanchun、Wachino Jun-ichi、Arakawa Yoshichika、Kimura Kouji
  • 雑誌名: Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 巻: 105 ページ: 115881～115881
  • DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2022.115881
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bird's-eye MApping of plasmids (BeMAp) for visualization and comparison of genomic structures of different plasmids by mapping antimicrobial resistance genes on spreadsheets (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsuda Yusuke、Suzuki Masahiro、Wachino Jun-ichi、Kimura Kouji、Arakawa Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of Microbiological Methods 巻: 204 ページ: 106645～106645
  • DOI: 10.1016/j.mimet.2022.106645
• [雑誌論文] Difference in the Inhibitory Effect of Thiol Compounds and Demetallation Rates from the Zn(II) Active Site of Metallo-β-lactamases (IMP-1 and IMP-6) Associated with a Single Amino Acid Substitution (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Yoshihiro、Kato Koichi、Ichimaru Yoshimi、Uenosono Yuya、Tawara Sakiko、Ito Rio、Matsuse Natsuki、Wachino Jun-ichi、Toma-Fukai Sachiko、Jin Wanchun、Arakawa Yoshichika、Otsuka Masami、Fujita Mikako、Fukuishi Nobuyuki、Sugiura Kirara、Imai Masanori、Kurosaki Hiromasa
  • 雑誌名: ACS Infectious Diseases 巻: 9 ページ: 65～78
  • DOI: 10.1021/acsinfecdis.2c00395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissecting the clonality of I1 plasmids using ORF-based binarized structure network analysis of plasmids (OSNAp) (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Masahiro、Norizuki Chihiro、Wachino Jun-ichi、Kawamura Kumiko、Nagano Noriyuki、Nagano Yukiko、Hayashi Wataru、Kimura Kouji、Doi Yohei、Arakawa Yoshichika
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 28 ページ: 473～479
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2021.12.003