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バクテリアの代替的呼吸酵素の新規阻害剤の探索とその生化学的・医学的展開

寻找替代细菌呼吸酶的新型抑制剂及其生化和医学发展

基本信息

批准号：
20570124
负责人：
茂木立志
金额：
$ 3.08万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

薬剤耐性菌による感染症の治療を目指し、従来の抗生物質と異なる標的・作用機構をもつ薬剤としてヒトミトコンドリアには存在しない呼吸酵素の阻害剤を同定するため、天然抗生物質ライブラリーのスクリーニングを行った。1)酢酸菌のシアン耐性キノール酸化酵素の分光学的および酵素学的性質を解明し、キノール結合部位阻害剤としてアンチマイシンA、グラミシジンS、LL-Z1272γ、オーラシンCおよびD、ピエリシジンAを同定した。2)緑膿菌の呼吸鎖電子伝達系酵素のスクリーニングから、病原体のコハク酸脱水素酵素のキノン結合部位に働く阻害剤としてシッカニンを同定した。3)結核菌のモデル系であるMycobacterium smegmatisでは、NADH脱水素酵素NDH-IIおよびリンゴ酸:キノン酸化還元酵素のキノン結合部位阻害剤としてポリミキシンBとE、ナナオマイシンAを同定した。新規抗生物質の標的候補でバクテリアに固有な呼吸酵素であるシトクロムbd型およびbo型キノール酸化酵素の反応中心の構造と働きを部位特異的変異体や物理化学的手法を利用して明らかにした。蛋白構造の面から新規抗生物質を同定するために呼吸鎖オキシダーゼの酸素還元部位に用いられるヘムOやAを供給する生合成酵素の発現・精製系を確立し、反応中心の構造を検討した。更に、ミトコンドリアの代謝系酵素のバインオインフォーマティクス解析から、マラリ原虫のATP合成酵素とコハク酸脱水素酵素の膜アンカーサブユニットを同定し、Cryptosporidiumミトコンドリアの種間多様性を明らかにした。本研究は天然抗生物質の迅速なマトリックススクリーニングや構造生物学的研究によって種特異的な細菌呼吸酵素阻害剤を同定できること、これらをリード化合物として新規の感染症薬を開発できる可能性を示した。

The aim of treatment of infectious diseases caused by resistant bacteria, the mechanism of action of different antibiotics, and the mechanism of action of natural antibiotics are discussed. 1)Analysis of the enzymatic properties and the spectroscopic properties of acid-producing bacteria; identification of inhibitors A, S, LL-Z1272γ, C, D and A at the binding sites; 2)Pseudomonas aeruginosa respiratory lock electron transfer enzyme activity, pathogen enzyme activity binding site of the enzyme activity resistance 3)Mycobacterium smegmatis, NADH dehydratase NDH-II, NADH reductase NDH-II, NADH dehydrogenase NDH-II, NADH, NADH dehydrogenase NDH-II, NADH dehydrogenase NDH-II, NAD The candidate for the new antibiotic substance is the intrinsic respiratory enzyme, the structure of the enzyme, the site-specific variant and the physicochemical method. The structure of the protein was studied. The structure of the protein center was studied. The structure of the protein center was studied. In addition, the metabolic enzymes of Cryptosporidium and ATP synthase of Cryptosporidium were analyzed and identified. The interspecific diversity of Cryptosporidium and ATP synthase of Cryptosporidium was also identified. This study demonstrates the possibility of developing new infectious agents for the rapid development of natural antibiotics and structural biology research for the identification of species-specific inhibitors of bacterial respiratory enzymes.