薬剤排出ポンプの構造・機能・発現制御と生理的役割に関する研究

药物外排泵的结构、功能、表达调控及生理作用研究

• 批准号: 12J00486
• 负责人: 山崎 聖司
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J00486/
• 关键词: 排出ポンプ; 多剤耐性菌; 緑膿菌; 大腸菌; AcrB; トランスポーター; 感染症; 薬剤耐性

大腸菌の薬剤排出ポンプAcrBを阻害するピリドピリミジン誘導体ABI-PPは、緑膿菌の薬剤排出ポンプMexBの特異的阻害剤であるが、多剤耐性緑膿菌のもう1つの有力な原因である薬剤排出ポンプMexYを全く阻害できず、多剤耐性緑膿菌感染症の治療薬にはならなかった。AcrB・MexBとABI-PPとの共結晶を解析した結果、薬剤排出ポンプの遠位ポケット内部に阻害剤結合ピットの存在が示唆された。そこでまずABI-PPの阻害剤としての機能を調べたところ、基質であるドキソルビシンとは異なり、ABI-PPはAcrBによって全く排出されないことが分かった。この結果から、ABI-PPは遠位ポケット内の阻害剤結合ピットに強く結合することで、薬剤排出ポンプの蠕動機構を抑制していることが示された。続いてABI-PPの結合部位を解析したところ、AcrB・MexBの阻害剤結合ピットにあるフェニルアラニン(F)が、MexYの同位置ではトリプトファン(W)に置き換わっており、その大きな側鎖による立体障害でABI-PPが結合できなくなっていると考えられた。各種変異株を解析した結果、AcrB_F178W変異体はABI-PPの阻害を受けなくなり、MexY_W177F変異体は逆に阻害されるようになった。一方、MexB_F178W変異体は、依然としてABI-PPの阻害を受けていた。この原因を探るため、MexB_F178WとABI-PPの共結晶を解析したところ、MexBの阻害剤結合ピットにはわずかに余裕があり、トリプトファンに変異してもピット内に側鎖が突き出さないことが示唆された。そこで、ピット内部のスペースをわずかに増やしたAcrB_F178W/V139A変異体、MexY_Il38A変異体を構築して解析した結果、トリプトファンがあるにも関わらず、ABI-PPの阻害を受けるようになることが明らかとなった。阻害剤ABI-PPに対する感受性は、阻害剤結合ピットにおけるごくわずかな立体障害によって決まることを明らかにした本論文は、Nature誌に採択・掲載された。この立体障害を回避するような誘導体を分子設計することで、AcrB, MexBのみならず、MexYを含めた広域薬剤排出ポンプ阻害剤の開発が可能になると考えられる。

Coliform drug efflux inhibitor ABI-PP, Pseudomonas aeruginosa drug efflux inhibitor MexB specific inhibitor, multi-drug resistant Pseudomonas aeruginosa drug efflux inhibitor MexY, multi-drug resistant Pseudomonas aeruginosa infection treatment agent. The co-crystallization of AcrB·MexB and ABI-PP was analyzed. The results showed that the presence of the inhibitor in the solution was obvious. The ABI-PP is a barrier agent and its function is regulated. The ABI-PP is a barrier agent. The ABI-PP is a barrier agent and its function is regulated. The ABI-PP is a barrier agent and its function is regulated. As a result, ABI-PP has been shown to inhibit the movement of the peristaltic mechanism in the distal position. The binding site of ABI-PP was analyzed by PCR, AcrB, MexB and MexY. The binding site of ABI-PP was analyzed by PCR, AcrB, MexB and MexY. The binding site of ABI-PP was analyzed by PCR, AcrB, MexB and MexY. The results of analysis of different plants, AcrB_F178W, MexY_W177F and ABI-PP were analyzed. One side, MexB_F178W, is still affected by ABI-PP. The reason for this is that the co-crystallization of MexB_F178W and ABI-PP is analyzed and the resistance of MexB is combined with the internal lock. The internal structure of the ABI-PP is analyzed by the following methods: AcrB_F178W/V139A, MexY_Il38A, etc. The sensitivity of ABI-PP is different from the sensitivity of ABI-PP. The sensitivity of ABI-PP is different from that of ABI-PP. The sensitivity of ABI-PP is different from that of ABI-PP. The molecular design of the three dimensional barrier avoidance agent, AcrB, MexB, MexY, and the possible development of the three dimensional barrier avoidance agent.

项目成果

原核細胞のトランスポートソーム解析

原核细胞的转运体分析

• 发表时间: 2013
• 作者: 山崎聖司;中島良介;櫻井啓介;林克彦;長田親弘;星野一樹;小野寺宜郷;西野邦彦;山口明人;山崎聖司
• 通讯作者: 山崎聖司

Peristaltic drug export mechanism of the multidrug exporter AcrB

多药输出蛋白 AcrB 的蠕动药物输出机制

• 发表时间: 2013
• 作者: Seiji Yamasaki;Kunihiko Nishino;Ryosuke Nakashima;Keisuke Sakurai and Akihito Yamaguchi
• 通讯作者: Keisuke Sakurai and Akihito Yamaguchi

多剤排出トランスポーターの阻害剤結合様式と阻害メカニズムの解明

阐明多药外排转运蛋白的抑制剂结合模式和抑制机制

• 发表时间: 2014
• 作者: 山崎聖司;中島良介;櫻井啓介;林克彦;長田親弘;星野一樹;小野寺宜郷;西野邦彦;山口明人
• 通讯作者: 山口明人

Structures of the multidrug exporter AcrB reveal a proximal multisite drug-binding pocket

• DOI: 10.1038/nature10641
• 发表时间: 2011-12-22
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Nakashima, Ryosuke;Sakurai, Keisuke;Yamaguchi, Akihito
• 通讯作者: Yamaguchi, Akihito

Structures of AcrB Multidrug Efflux Pump Reveal the Peristaltic Drug Export Mechanism

AcrB多药外排泵的结构揭示了蠕动药物输出机制

• 发表时间: 2013
• 作者: Seiji Yamasaki;Kunihiko Nishino;Ryosuke Nakashima;Keisuke Sakurai and Akihito Yamaguchi
• 通讯作者: Keisuke Sakurai and Akihito Yamaguchi