| 研究課題/領域番号 |
22K05443
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
小野 勝彦 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (80573592)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | システインパースルフィド / 抗菌剤 / βラクタム剤 / ストレプトマイシン / 薬剤耐性 / チオール |
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| 研究実績の概要 |
システインパースルフィドはアミノ酸であるシステインのチオール基（-SH）に過剰にイオウが付加した分子であり、近年様々な生理活性を持つことが明らかになっている。最近、我々は細菌が産生するシステインパースルフィドが、βラクタム系抗菌剤を強力に分解することで、薬剤耐性に寄与することを明らかにした（Ono et. al., ACS Chem. Bio., 2021）。システインパースルフィドと反応した薬剤は、βラクタム環が開環しイオウが付加した、βラクタムカルボチオ酸という新規化合物であり、菌体内で産生した後、菌体外へと積極的に排出されることが分かっている。しかしながら、その反応機構の詳細や薬剤耐性化との関連性には不明な点が数多く残されている。
2023年度は、βラクタム系抗菌剤以外の抗菌剤においてシステインパースルフィドによる不活性化反応の有無を検討した。さまざまな抗菌剤に対するシステイン、システインパースルフィドの反応性を検討した結果、ストレプトマイシンがシステインにより不活性化することを見出した。液体クロマトグラフィーと質量分析により、反応産物の同定を試みたところ、ストレプトマイシンとシステインの1:1の付加体産物(ストレプトマイシン-システイン付加体)が生成していることが分かった。次に、ストレプトマイシン-システイン付加体の抗菌活性を検討したところ、抗菌活性を失っていることが分かった。さらに、ストレプトマイシンを処理した菌体サンプルからのストレプトマイシン-システイン付加体の検出を試みたところ、サブリーサルな濃度のストレプトマイシンを処理した大腸菌からストレプトマイシン-システイン付加体が検出された。このことから、菌由来のシステインによりストレプトマイシンの不活性化が起こっていることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
βラクタムとシステインパースルフィドの反応産物であるβラクタムカルボチオ酸は、菌体内で形成菌体外に排出されている。このことから、βラクタムカルボチオ酸はシステインパースルフィド依存的な薬剤耐性機構の有用なバイオマーカーになると考えられる。2023年度はβラクタムカルボチオ酸のELISA検出系を構築し、菌体外に排出されたβラクタムカルボチオ酸の高感度検出を予定していた。しかし、ELISA検出系の構築に苦戦しており、未だ構築に至っていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、βラクタムカルボチオ酸抗体の作成、βラクタムカルボチオELISA系の構築を進め、βラクタムカルボチオ酸の薬剤耐性マーカーとしての有用性を明らかにしていく。また、2023年度に新たに見出したストレプトマイシンにおける不活性化反応についても、付加体形成の生理学的意義や薬剤耐性マーカーとしての有用性を検討していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ELISA構築を次年度に持ち越すにあたり、必要な試薬類の購入費も次年度に持ち越すため。
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