黄色ブドウ球菌のペプチドグリカン合成のポストゲノム解析と新規抗菌薬への応用研究

本研究では免疫力が低下した人への感染症の原因菌である黄色ブドウ球菌について、増殖に必須なペプチドグリカン合成酵素の解析を目的とする。次に、新しい抗菌剤の開発を試みることを目的とする。まず黄色ブドウ球菌のペプチドグリカン合成酵素の活性に必要な部位(アミノ酸残基)を構造情報から推測し、遺伝学的・生化学的実験により検証する。更に、ペプチドグリカン合成酵素の構造情報と遺伝学・生化学的解析結果を基にシミュレーションを行い、抗菌作用を有する物質の基礎となる情報を得る。黄色ブドウ球菌のペプチドグリカンの合成では、MurAとMurBによりNアセチルムラミン酸骨格が合成されMurC, MurD, MurE, MurF, DdlAによりアミノ酸が順次付加されて構造単位が生成し、細胞表層で連結される。MurCの解析では、既にインフルエンザ菌MurCと基質の複合体の結晶構造が解析されているので、そのデータを基にホモロジーモデリングを行った。基質との相互作用が強く示唆されたアミノ酸残基について変異遺伝子及び変異タンパク質の発現ベクターを構築した。変異遺伝子による遺伝学的解析を行うとともに、変異タンパク質の精製とその生化学的解析を行った。今後DdlA, MurDについても活性に必須なアミノ酸残基を順次明らかにしていく必要が有る。また、標的酵素の構造情報と低分子化合物の構造情報をもとにドッキングシミュレーションを行う必要が有る。阻害活性の予測が上位の化合物については実験系において酵素活性の阻害を評価する。既に酵素活性に必須なアミノ酸残基を7つ同定できているMurBについては、MurBの結晶構造解析が既に行われてPDBデータベースに登録されているので、その立体構造情報を基にドッキングシュミレーションによる化合物のin silicoスクリーニングを行っている。

本研究では免疫力が低下した人への感染症の原因菌である黄色ブドウ球菌について、増殖に必須なペプチドグリカン合成酵素の解析を目的とする。次に、新しい抗菌剤の開発を試みることを目的とする。まず黄色ブドウ球菌のペプチドグリカン合成酵素の活性に必要な部位(アミノ酸残基)を構造情報から推測し、遺伝学的・生化学的実験により検証する。更に、ペプチドグリカン合成酵素の構造情報と遺伝学・生化学的解析結果を基にシミュレーションを行い、抗菌作用を有する物質の基礎となる情報を得る。黄色ブドウ球菌のペプチドグリカンの合成では、MurAとMurBによりNアセチルムラミン酸骨格が合成されMurC, MurD, MurE, MurF, DdlAによりアミノ酸が順次付加されて構造単位が生成し、細胞表層で連結される。MurCの解析では、既にインフルエンザ菌MurCと基質の複合体の結晶構造が解析されているので、そのデータを基にホモロジーモデリングを行った。基質との相互作用が強く示唆されたアミノ酸残基について変異遺伝子及び変異タンパク質の発現ベクターを構築した。変異遺伝子による遺伝学的解析を行うとともに、変異タンパク質の精製とその生化学的解析を行った。今後DdlA, MurDについても活性に必須なアミノ酸残基を順次明らかにしていく必要が有る。また、標的酵素の構造情報と低分子化合物の構造情報をもとにドッキングシミュレーションを行う必要が有る。阻害活性の予測が上位の化合物については実験系において酵素活性の阻害を評価する。既に酵素活性に必須なアミノ酸残基を7つ同定できているMurBについては、MurBの結晶構造解析が既に行われてPDBデータベースに登録されているので、その立体構造情報を基にドッキングシュミレーションによる化合物のin silicoスクリーニングを行っている。