2002 Fiscal Year Annual Research Report

薬剤排出トランスポーターの分子・原子構造と作動機作

Research Project

Project/Area Number	13142209
Research Institution	Tokai University
Principal Investigator	中江太治東海大学, 医学部, 教授 (50102851)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	成田新一郎東海大学, 医学部, 助手 (30338751) 良原栄策東海大学, 医学部, 助教授 (70167063)
Keywords	薬剤耐性 / トランスポーター / 排出 / 異物排出 / 緑膿菌 / RND / 抗生物質 / 膜蛋白
Research Abstract	異物・抗生物質などを細胞外に排出するトランスポーターが日和感染起因菌で発現されると、菌は抗生物質に対し多剤耐性を示す様になる。そこで本研究ではこの様なトランスポーターの構造と機能を中心に研究を行った。(i)構造の解析に関してはポンプのMexA及びMexBサブユニットを結晶化しX線回析を行った。OprMに関しては結晶をSpring8の放射光施設で回析したところ結晶はrhombohedral型R32に属し、単位格子a=b=94.63Å、c=1040.19Åであった。現在重金属置換体を調成して回析を行っているところであるが、解像度はすでに2.6Å内となっている。(ii)MexBサブユニットの膜貫通領域(TMS)-4とTMS-10が近位にありエネルギー変換に重要な役割をしていることを明らかとしてきた。そこで今回はTMS-4にポンプ機能を失活させる様な変異を導入し、これから機能復帰変異株を分離したところ、2番目の変異はTMS-4に見出された。(iii)MexEF-OprMポンプをモデルとしてポンプの集合体形成の実験を行った。その結果ポンプのアセンブリーには内膜貫通蛋白であるMexFの発現が必須である。MexFが欠損もしくは変異によって機能しなくなると外膜成分であるOprNが分解されること、そしてOprNの正常な発現には機能するMexFの存在下にMexEが部分加水分離されることが必須であることが明らかとなった。(iv)薬剤排出ポンプとDNA-gyraseの変異が重なると、緑膿菌のキノロン剤耐性が高度となることなどを明らかとした。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Shima Eda: "An elegant means of self-protection in gram-negative bacteria by recognizing and extruding xenobiotics from the periplasmic space"Journal of Biological Chemistry. 278. 2085-2088 (2003)
[Publications] Hideaki Maseda: "A novel assembly process of the multicomponent xenobiotic efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"Molecular Microbiology. 46. 677-686 (2002)
[Publications] Akira Nakajima: "High-level fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa due to interplay of MexAB-OprM efflux pump and DNA gyrase mutation"Microbiology and Immunology. 46. 391-395 (2002)
[Publications] Hroshi Yoneyama: "Second-site mutation restores the transport defect caused by the transmembrane domain mutation of the xenobiotic transporter MexB in Pseudomonas aeruginosa"Biochemical and Biophysical Research Communications. 292. 513-518 (2002)
[Publications] Taiji Nakae: "The topological localization of the subunit proteins of the three-component RND-efflux pump, MexAB-OprM in Pseudomonas aeruginosa"Proceedings of SPIE. 4625. 106-117 (2002)
[Publications] Eisaku Yoshihara: "The outer membrane component of the multi-drug efflux pump from Pseudomonas aeruginosa may be a gated channel"European Journal of Biochemistry. 269. 4738-4745 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

薬剤排出トランスポーターの分子・原子構造と作動機作

Principal Investigator

中江 太治 東海大学, 医学部, 教授 (50102851)

Research Products

[Publications] Shima Eda: "An elegant means of self-protection in gram-negative bacteria by recognizing and extruding xenobiotics from the periplasmic space"Journal of Biological Chemistry. 278. 2085-2088 (2003)

[Publications] Hideaki Maseda: "A novel assembly process of the multicomponent xenobiotic efflux pump in Pseudomonas aeruginosa"Molecular Microbiology. 46. 677-686 (2002)

[Publications] Akira Nakajima: "High-level fluoroquinolone resistance in Pseudomonas aeruginosa due to interplay of MexAB-OprM efflux pump and DNA gyrase mutation"Microbiology and Immunology. 46. 391-395 (2002)

[Publications] Hroshi Yoneyama: "Second-site mutation restores the transport defect caused by the transmembrane domain mutation of the xenobiotic transporter MexB in Pseudomonas aeruginosa"Biochemical and Biophysical Research Communications. 292. 513-518 (2002)

[Publications] Taiji Nakae: "The topological localization of the subunit proteins of the three-component RND-efflux pump, MexAB-OprM in Pseudomonas aeruginosa"Proceedings of SPIE. 4625. 106-117 (2002)

[Publications] Eisaku Yoshihara: "The outer membrane component of the multi-drug efflux pump from Pseudomonas aeruginosa may be a gated channel"European Journal of Biochemistry. 269. 4738-4745 (2002)

中江太治東海大学, 医学部, 教授 (50102851)