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2014 年度 実施状況報告書

多剤耐性緑膿菌のアミノ配糖体耐性阻害剤の作用機序に関する分子基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 26460080
研究機関愛知学院大学

研究代表者

森田 雄二  愛知学院大学, 薬学部, 准教授 (00454322)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード緑膿菌 / 多剤排出ポンプ / 遺伝子改変 / アミノ配糖体 / ベルベリン誘導体
研究実績の概要

緑膿菌の主要なアミノ配糖体耐性系の1つであるresistance nodulation cell division(RND)型多剤排出系MexXYの発現プラスミドを構築した。構築したプラスミド上で基質特異性に関与する内膜の輸送体成分であるMexYからアミノ末端にヒスチジンヘキサマー(6個のヒスチジンからなるペプチド)を付加した融合タンパク質MexYhis6に改変した。その結果ウェスタンブロット法によりMexYの産生量を測定できるようになった。MexXYhis6の機能はMexXYと同様であることを緑膿菌形質転換株の各種抗菌薬に対する薬剤耐性能により確認した。こうして出来たプラスミドDNAに突然変異処理を施したものをmexXY遺伝子の欠損した緑膿菌変異株に導入した。ネガティブ選択によりアミノ配糖体耐性能の消失した変異株を約350株得た。そのうち他の抗菌薬耐性能を保持しているものを10株得た。アミノ配糖体の基質認識に関与するMexY変異体を構築できたかもしれない。
MexXY阻害剤としてスクリーニングされた天然物ベルベリンをシード化合物とし、ベルベリンの13位にベンジル基を導入した誘導体をデザインした。合成は、市販のベルベリン塩酸塩を水素化ホウ素ナトリウムによって還元することでジヒドロベルベリンへと誘導し、これを共通の出発原料とし各種ベンジルブロマイドと加熱還流することで、新規化合物4種類を含む10種の化合物を得た。得られた化合物のMexXY阻害活性を薬剤感受性試験により調べた。ベンジル基のオルト位に置換基を持つ化合物はより高い阻害活性を持つことが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

この研究の目的は緑膿菌の主要なアミノ配糖体耐性系の1つである多剤排出系MexXYの阻害剤開発に向けた分子基盤の確立である。アミノ配糖体耐性能の消失しているが他のいくつかの抗菌薬に対するMexY変異体候補がいくつか得られつつあること、及びMexXY阻害剤のリード化合物より活性の上昇した化合物が得られたことを考えると初年度としてはおおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

アミノ配糖体耐性能の消失しているが他のいくつかの抗菌薬に対するMexY変異体候補について構造決定、生化学的性状解析を行う。また引き続きMexY変異体候補を探索する。また化合物の構造と標的タンパク質MexYの構造に対する結合モデルを組むことで、よりMexXY阻害活性が高いと考えられる化合物のデザインを行う。具体的には主骨格の構造、他部位への置換基の導入、水素結合部位の数や位置の検討を行いより活性の高い化合物の合成を試みる。


次年度使用額が生じた理由

実験計画より消耗品購入額が少なかったため。消耗品購入の時期が少し次年度に繰り越したに過ぎない。

次年度使用額の使用計画

主に研究の消耗品購入、学会の参加費・旅費、論文投稿の必要経費に用いる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Efflux-mediated fluoroquinolone resistance in the multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa clinical isolate PA7: identification of a novel MexS variant involved in upregulation of the mexEF-oprN multidrug efflux operon.2015

    • 著者名/発表者名
      Yuji Morita, Junko Tomida, Yoshiaki Kawamura
    • 雑誌名

      Frontiers in microbiology

      巻: 6 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fmicb.2015.00008

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 緑膿菌の排出トランスポーターに関連した抗菌薬耐性2015

    • 著者名/発表者名
      森田 雄二、富田 純子、河村 好章
    • 雑誌名

      化学療法の領域

      巻: 31 ページ: 449-455

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 多剤耐性緑膿菌に有効な抗菌薬耐性阻害剤の開発2014

    • 著者名/発表者名
      森田 雄二
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 65 ページ: 555-559

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 多剤耐性緑膿菌に対する生薬由来抗菌薬耐性軽減薬の探索2015

    • 著者名/発表者名
      森田 雄二、 中島 健一、 富田 純子、 田邉 宏樹、 井上 誠、 河村 好章
    • 学会等名
      日本薬学会 第135年会
    • 発表場所
      神戸学院大学等(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-03-25 – 2015-03-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 多剤耐性緑膿菌の排出系阻害作用を有する天然物2015

    • 著者名/発表者名
      森田 雄二、中島 健一、富田 純子、田邉 宏樹、井上 誠、河村 好章
    • 学会等名
      第49回 緑膿菌感染症研究会
    • 発表場所
      昭和大学50年記念館(東京都・品川区)
    • 年月日
      2015-02-06 – 2015-02-07
  • [学会発表] 排出ポンプ阻害による多剤耐性緑膿菌の抗菌薬耐性軽減2014

    • 著者名/発表者名
      森田 雄二、富田 純子、河村 好章
    • 学会等名
      第26回 微生物シンポジウム
    • 発表場所
      都市センターホテル (東京都・千代田区)
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 多剤耐性緑膿菌のRND型多剤排出トランスポーターMexXY阻害剤の探索2014

    • 著者名/発表者名
      森田 雄二、楠 亜佳音、小嶋 悠希、中島 健一、富田 純子、田邉 宏樹、井上 誠、河村 好章
    • 学会等名
      第9回 トランスポーター研究会年会
    • 発表場所
      名古屋市立大学大学院薬学研究科(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2014-06-14 – 2014-06-15
  • [図書] Pseudomonas-Volume 7: New Aspects of Pseudomonas Biology2015

    • 著者名/発表者名
      Yuji Morita, Junko Tomida, Yoshiaki Kawamura
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 愛知学院大学 教員情報

    • URL

      http://aris.agu.ac.jp/aiguhp/KgApp?kyoinId=ymdoyoogggy

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公開日: 2016-05-27  

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