Function and safety of bacterial alginate lyase for the therapy of biofilm-dependent infection of Pseudomonas aeruginosa

细菌藻酸盐裂解酶治疗铜绿假单胞菌生物膜依赖性感染的功能和安全性

基本信息

  • 批准号:
    10556017
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.57万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In bacterial infections, typically found in the case of Pseudomonas aeruginosa infection, the infected bacterial cells synthesize and excrete highly viscous and spramolecular polysaccharides and multiply in the environments surrounded by the polymer. However, the biofilms has a property to inhibit transport of antimicrobes or function of phagocytes, thus makes it difficult to treat biofilm-dependent bacterial infection diseases. In order to overcome the difficulty and develop novel therapeutic means, we proposed the use of bacterial alginate lyase that liquefies and removes biofilms. However, before doing so, the antigenicity of the bacterial enzyme should be eliminated. Through biochemical and computer graphic analyses, we determined antigenic-epitope in the vicinity of the N-terminal region (27Ser-44Cys) of the enzyme. The region is on the enzyme surface and far from the active center. Among the amino acids in the region, 27Ser, 29Gln, 32Asp, and 40Lys were highly exposed to the surface of the enzyme, and they were converted to non-polar amino acid alanine by site-directed mutagenesis. The mutated enzymes (S27A, Q29A, D32A, and K40A) were expressed in Escherichia coli cells. The enzyme K40A formed firm inclusion body and was not renatured in active form. Other enzymes were purified and subjected to the antigenic study in mouse system. In addition to these studies, we determined the detailed active site structure through the analyses of enzyme/substrate complex.
在细菌感染中,通常见于铜绿假单胞菌感染,受感染的细菌细胞合成并分泌高粘性和超分子多糖,并在聚合物包围的环境中繁殖。然而,生物膜具有抑制抗菌剂转运或吞噬细胞功能的特性,因此使得生物膜依赖性细菌感染疾病的治疗变得困难。为了克服这一困难并开发新的治疗手段,我们提出使用细菌藻酸盐裂解酶来液化和去除生物膜。然而,在此之前,应消除细菌酶的抗原性。通过生化和计算机图形分析,我们确定了酶 N 末端区域 (27Ser-44Cys) 附近的抗原表位。该区域位于酶表面,远离活性中心。该区域的氨基酸中,27Ser、29Gln、32Asp和40Lys高度暴露于酶表面,通过定点诱变将它们转化为非极性氨基酸丙氨酸。突变酶(S27A、Q29A、D32A 和 K40A)在大肠杆菌细胞中表达。酶K40A形成坚固的包涵体并且未以活性形式复性。其他酶被纯化并在小鼠系统中进行抗原研究。除了这些研究之外,我们还通过分析酶/底物复合物确定了详细的活性位点结构。

项目成果

期刊论文数量(66)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Keiko Momma: "A novel bacterial ATP-binding cassette (ABC) transporter system that allows uptake of macromolecules"Journal of Bacteriology. 182・14. 3998-4004 (2000)
Keiko Momma:“一种允许摄取大分子的新型细菌 ATP 结合盒 (ABC) 转运系统”,细菌学杂志 182・14 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Wataru Hashimoto: "Unsaturated glucuronyl hydrolase of Bacillus sp.GL1: Novel enzyme prerequisite for metabolism of unsaturated oligosaccharides produced by polysaccharide lyases"Archives of Biochemistry and Biophysics. 368巻,2号. 367-374 (1999)
Wataru Hashimoto:“芽孢杆菌属 sp.GL1 的不饱和葡萄糖醛酸水解酶:多糖裂解酶产生的不饱和寡糖代谢的新酶先决条件”《生物化学和生物物理学档案》,第 368 卷,第 2 期,第 367-374 期(1999 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Hye-Jin Yoon: "Effect of His192 mutation on the activity of alginate lyase A1-III from Sphingomonas species A1"Journal of Microbiology and Biotechnology. (印刷中). (2001)
Hye-Jin Yoon:“His192 突变对鞘氨醇单胞菌 A1 种藻酸盐裂解酶 A1-III 活性的影响”微生物学和生物技术杂志(2001 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Keiko Momma: "Special cell surface structure,and novel macromolecule transport/depolymerization system of Sphingomonas sp A1"Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. 23巻,4/5号. 425-435 (1999)
Keiko Momma:“鞘氨醇单胞菌 A1 的特殊细胞表面结构和新型大分子运输/解聚系统”《工业微生物学和生物技术杂志》第 23 卷,第 425-435 期(1999 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Hye-Jin Yoon.: "Effect of His192 mutation on the activity of alginate lyase A1-III from Sphingomonas species A1."Journal of Microbiology and Biotechnology. 11(1), (In press). (2001)
Hye-Jin Yoon.:“His192 突变对鞘氨醇单胞菌 A1 种藻酸盐裂解酶 A1-III 活性的影响。”微生物学与生物技术杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

MURATA Kousaku其他文献

MURATA Kousaku的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('MURATA Kousaku', 18)}}的其他基金

Infection mechanism of nitrogen-fixing bacteria to nonlegume and its application to construction of agriculture independent on chemical nitrogenous fertilizers
固氮菌对非豆科植物的侵染机制及其在建设非化学氮肥农业中的应用
  • 批准号:
    24658076
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Structure and function of complex of substrate-binding protein and macromolecule-specific ABC transpoter
底物结合蛋白与大分子特异性ABC转座子复合物的结构与功能
  • 批准号:
    23380049
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Molecular identification of nitrogen-transporter and analysis of nitrogen-fixing reaction in bacteria
细菌氮转运蛋白的分子鉴定及固氮反应分析
  • 批准号:
    22658026
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Structure/function relationship and cell surface localization mechanism of bacterial flagelin
细菌鞭毛蛋白的结构/功能关系及细胞表面定位机制
  • 批准号:
    20380049
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Molecular basis for cell surface architecture and evolution of bacterial flagellin by structure and unction analysis of the protein
通过蛋白质的结构和功能分析,了解细胞表面结构和细菌鞭毛蛋白进化的分子基础
  • 批准号:
    17380053
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Biochemical significance of the non-common amino acid sequences specifying the common functions of enzymes, polysaccharide lyases
指定酶、多糖裂解酶的常见功能的非常见氨基酸序列的生化意义
  • 批准号:
    14360052
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Structure/function analysis of abundance and transmission mechanism of genetic information invlolved in the biosynthesis of multi-catalytic site enzyme
多催化位点酶生物合成涉及的遗传信息丰度及传递机制的结构/功能分析
  • 批准号:
    11460039
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
X-ray diffraction study and reaction mechanism of bacterial alginate lyase
细菌海藻酸裂解酶的X射线衍射研究及反应机制
  • 批准号:
    07660111
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Safety assessment of genetically engineered yeast and breeding of non-toxigenic industrially used yeasts
基因工程酵母的安全性评价及无毒工业用酵母的选育
  • 批准号:
    07556091
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Genetic and enzymatic analyses of C-P bond cleavage enzyme in bacteria
细菌 C-P 键裂解酶的遗传和酶学分析
  • 批准号:
    03660113
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

相似国自然基金

乳杆菌代谢物PolyP通过LuxS/AI-2途径调控菌斑生物膜介导的矿化失衡机制研究
  • 批准号:
    82370941
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
多物理场对大肠杆菌微生物膜(Biofilm)形成的影响
  • 批准号:
    11402265
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
图们江流域农村生活污水处理中Atmosphere-Exposed Biofilm的净化机理及动力学研究
  • 批准号:
    51269032
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    49.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
铜绿假单胞菌氨肽酶对生物被膜(Biofilm)发育及抗性的贡献
  • 批准号:
    31140041
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
抗砷性微生物与零价铁协同作用去除砷污染机理研究
  • 批准号:
    21107100
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于光交联探针的病原菌生物膜形成过程的信号转导机制研究
  • 批准号:
    91013005
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
内生生防芽孢杆菌B3-7生物薄膜(biofilm)形成与其在小麦根围长期定殖的关系研究
  • 批准号:
    30971952
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    33.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
生物膜式反应器内复杂热物理参数动态场分布的多尺度实时测量方法研究
  • 批准号:
    50876120
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
程序性死亡促进白假丝酵母菌生物膜耐药株产生的蛋白组学研究
  • 批准号:
    30400498
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

ERI: Engineering a biofilm infection-on-a-chip to elucidate the host-biofilm interface
ERI:设计生物膜感染芯片以阐明宿主-生物膜界面
  • 批准号:
    2301586
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Standard Grant
How Do a Few Attached Staphylococcus aureus Bacteria Evade Innate Immunity to Initiate Biofilm Infection on an Implanted Medical Device?
一些附着的金黄色葡萄球菌如何逃避先天免疫,在植入的医疗设备上引发生物膜感染?
  • 批准号:
    10387835
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
Diabetic Foot Ulcer Biofilm Infection and Recurrence
糖尿病足溃疡生物膜感染和复发
  • 批准号:
    10947670
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
Application of antibiotic-loaded adipose-derived stem cells sheet to biofilm infection
负载抗生素的脂肪干细胞片在生物膜感染中的应用
  • 批准号:
    20K17993
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Diabetic Foot Ulcer Biofilm Infection and Recurrence
糖尿病足溃疡生物膜感染和复发
  • 批准号:
    10417228
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
Diabetic Foot Ulcer Biofilm Infection and Recurrence
糖尿病足溃疡生物膜感染和复发
  • 批准号:
    10256045
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
Diabetic Foot Ulcer Biofilm Infection and Recurrence
糖尿病足溃疡生物膜感染和复发
  • 批准号:
    10044343
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
Diabetic Foot Ulcer Biofilm Infection and Recurrence
糖尿病足溃疡生物膜感染和复发
  • 批准号:
    10376509
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
Immune mechanisms that promote S. aureus persistence during craniotomy-associated biofilm infection
开颅手术相关生物膜感染期间促进金黄色葡萄球菌持续存在的免疫机制
  • 批准号:
    9896877
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
Development of New strategy for Candida biofilm infection by hydrolase PslG
水解酶 PslG 开发念珠菌生物膜感染新策略
  • 批准号:
    18K15148
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 5.57万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了