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2017 年度 実績報告書

改変型鉄獲得蛋白質による緑膿菌の鉄獲得阻害と光線力学的反応を併用する殺菌システム

研究課題

研究課題/領域番号 26708018
研究機関名古屋大学

研究代表者

荘司 長三  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (90379587)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード細菌 / ヘム / 蛋白質 / 鉄 / ヘム獲得蛋白質 / 増殖阻害 / 金属錯体 / 光殺菌
研究実績の概要

緑膿菌が鉄欠乏状態で分泌するヘム獲得蛋白質HasAが、ヘムとは構造が大きく異なる鉄サロフェン、鉄フタロシアニン、鉄ジフェニルポルフィリンとその誘導体を捕捉できることを結晶構造解析と各種分光測定、分子量測定により明らかにした。結晶構造の比較から、取り込ませる金属錯体の違いによる顕著なHasAの構造変化は誘起されないことを確認した。鉄ジフェニルポルフィリンを補足したHasAは、緑膿菌の増殖阻害効果が低いのに対して、鉄ジアザジフェニルポルフィリンを補足したHasAは、緑膿菌の増殖を鉄フタロシアニン捕捉HasAと同程度に阻害することを明らかにした。HasAの全体構造に大きな違いがないことから、HasAの受容体であるHasRとの相互作用は、金属錯体が異なっても大きく違わないと考えられ、HasAからHasRへと金属錯体が受け渡され緑膿菌内部でヘムの獲得を阻害している可能性が高いことを明らかにした。ガリウムフタロシアニンを取り込ませたHasAを光増感剤として用いることにより、99.99%の緑膿菌を光殺菌できることを見出すとともに、光殺菌が多剤耐性緑膿菌に対しても効果があることを示した。蛍光顕微鏡観測により、HasRを介してガリウムフタロシアニンが取り込まれている可能性が高いことを確認した。HasRをノックアウトした緑膿菌では、光殺菌が有効でないこと、HasRを発現しない菌体も光照射によって殺菌できないことから、HasRを外膜に有する菌体にのみが光殺菌されることを確認した。本手法は、緑膿菌を高選択的に光殺菌できる手法である。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Structures of the Heme Acquisition Protein HasA with Iron(III)-5,15-Diphenylporphyrin and Derivatives Thereof as an Artificial Prosthetic Group2017

    • 著者名/発表者名
      Uehara Hiromu、Shisaka Yuma、Nishimura Tsubasa、Sugimoto Hiroshi、Shiro Yoshitsugu、Miyake Yoshihiro、Shinokubo Hiroshi、Watanabe Yoshihito、Shoji Osami
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 56 ページ: 15279~15283

    • DOI

      10.1002/anie.201707212

    • 査読あり
  • [学会発表] Analyzing the mechanism of growth inhibition against Pseudomonas aeruginosa using heme acquisition protein HasA with synthetic metal complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Shisaka, O. Shoji, H.Uehara, Y. Iwai, A. Nakashima, Y. Watanabe
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会(2018)
  • [学会発表] 緑膿菌のヘム獲得システムを利用した光線力学的殺菌法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      山田志歩、四坂勇磨、岩井佑介、荘司長三、渡辺芳人
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会 (2018)
  • [学会発表] 緑膿菌のヘム獲得タンパク質を用いた新規殺菌法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      吉村麻実、愛場雄一郎、荘司長三、渡辺芳人
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会 (2018)
  • [学会発表] 緑膿菌のヘム輸送蛋白質複合体PhuUV-Tに関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      榊原 えりか、四坂 勇磨、荘司 長三、杉本宏、渡辺 芳人
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会 (2018)
  • [学会発表] ヘム獲得蛋白質と合成金属錯体の複合体による緑膿菌の増殖抑制2017

    • 著者名/発表者名
      荘司長三
    • 学会等名
      第27回金属の関与する生体関連反応シンポジウム(SRM2017)
  • [学会発表] Evaluating the Mechanism of Growth Inhibition Using Hemoprotein HasA with Artificial Metal Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shisaka, O. Shoji, H. Uehara, A. Nakashima, Y. Iwai, Y. Watanabe,
    • 学会等名
      The Second International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017)
  • [学会発表] Specific Sterilization of Pseudomonas aeruginosa Using Its Heme Acquisition Protein HasA2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shisaka, S. Yamada, Y. Iwai, H. Sugimoto, Y. Shiro, O. Shoji, Y. Watanabe
    • 学会等名
      14th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry (ISABC14)
  • [学会発表] Studies on the heme uptake proteins (PhuUV-T) from pseudomonas aeruginosa2017

    • 著者名/発表者名
      E. Sakakibara, Y. Shisaka, O. Shoji, H. Sugimoto, Y.Watanabe
    • 学会等名
      IRCCS-JST CREST Joint Symposium “Chemical sciences facing difficult challenges
  • [学会発表] unctional Studies on the Heme Uptake Protein Complex PhuUV-T from Pseudomonas aeruginosa2017

    • 著者名/発表者名
      E. Sakakiara, Y. Shisaka, O.Shoji, H. Sugimoto, Y. Watanabe
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017)
  • [学会発表] ヘム獲得系を標的とした緑膿菌選択的な殺菌法2017

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨、岩井佑介、山田志歩、杉本宏、城宜嗣、荘司長三、渡辺芳人
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
  • [学会発表] 合成金属錯体を取り込ませたヘム獲得蛋白質HasAの機能2017

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨、岩井佑介、山田志歩、杉本 宏、城 宜嗣、荘司長三、渡辺芳人
    • 学会等名
      錯体化学研究会「錯体化学若手の会夏の学校2017」
  • [学会発表] 緑膿菌の増殖を抑制する合成金属錯体捕捉HasA と外膜受容体HasR の相互作用解析2017

    • 著者名/発表者名
      四坂勇磨、荘司長三、當舎武彦、杉本 宏、城 宜嗣、渡辺芳人
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] 緑膿菌のヘム獲得機構を利用した光殺菌2017

    • 著者名/発表者名
      山田志歩、荘司長三、四坂勇磨、岩井佑介、渡辺芳人
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
  • [学会発表] ヘム獲得系を利用した光線力学療法によるバイオフィルム内緑膿菌の殺菌2017

    • 著者名/発表者名
      大竹美保、四坂勇磨、山田志歩、荘司長三、渡辺芳人
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
  • [学会発表] ヘム獲得機構を利用した光線力学療法による Biofilm内緑膿菌の殺菌2017

    • 著者名/発表者名
      大竹美保、四坂勇磨、山田志歩、荘司長三、渡辺芳人
    • 学会等名
      第2回バイオフィルム若手ワークショップ
  • [学会発表] 緑膿菌のヘム輸送蛋白質複合体(PhuUV-T)に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、四坂勇磨、荘司長三、杉本宏、渡辺芳人
    • 学会等名
      統合物質創製化学研究推進機構 第3回国内シンポジウム
  • [学会発表] 緑膿菌の鉄獲得阻害による殺菌を指向したヘム獲得機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、荘司長三、渡辺芳人
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
  • [学会発表] 緑膿菌のヘム獲得蛋白質複合体に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      榊原えりか、荘司長三、渡辺芳人
    • 学会等名
      第30回生物無機化学夏季セミナー

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公開日: 2018-12-17  

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