Screening for compounds that increase the outer membrane permeability of drugs in Gram-negative bacteria

筛选增加药物在革兰氏阴性菌中外膜通透性的化合物

• 批准号: 17J03811
• 负责人: 木幡 光
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J03811/
• 关键词: 薬剤耐性; 化合物スクリーニング; グラム陰性細菌; 外膜透過性

グラム陰性細菌の外膜透過障壁性による薬剤の流入制限は薬剤耐性の主因の一つである。外膜安定化因子 Tol-Pal の複合体形成を阻害することで外膜透過障壁性を解消する分子を取得し、その効果を明らかにすることを目的として研究を開始した。Tol-Pal相互作用ペプチドであるコリシン（抗菌ペプチド）の存在下における大腸菌の生育の可否を指標としてTol-Pal 複合体形成を阻害する候補化合物のスクリーニングを試みた。しかし、創薬機構保有の化合物コアライブラリー（9600 化合物）の中から目的とする化合物を得ることは出来なかった。そこで、以後の研究では方針を変更し、ターゲットを定めずに外膜高透過性化を引き起こす化合物を得ること目的とした。新スクリーニング法では、外膜高透過性化の指標として chlorophenolred-β-D-galactopyranoside (CPRG) を利用した。外膜透過性が上昇した時に限り CPRG は大腸菌外膜を通過し、細胞質中のβガラクトシダーゼと反応して黄色から赤色に変化する。本スクリーニング系により化合物コアライブラリーから外膜透過性を高める化合物の探索を行ったところ、6 化合物がヒットした。さらに、化合物による薬剤耐性の低下効果を検証するため、化合物の存在下での大腸菌における ampicillin、vancomycin、rifampicin の最小生育阻害濃度を評価した。その結果、6 化合物のうちcompound 1及びcompound 2 で顕著に薬剤耐性の低下が見られた。以上のことから、compound 1, compound 2 は大腸菌外膜の薬剤透過性を高める作用を有し、薬剤感受性化効果を持つことが明らかとなった。本成果は、グラム陰性細菌の外膜透過障壁性を解消する化合物を明らかとした、数少ない報告の１つである。

The outer membrane permeability barrier of negative bacteria is a major factor in the inflow restriction of chemicals and the resistance of chemicals. The study of the outer membrane stabilizing factor Tol-Pal complex formation was initiated. Tol-Pal interaction in the presence of a candidate compound to inhibit the formation of Tol-Pal complex A compound that is held by a creative agency is a compound that is obtained from a target (compound 9600). This is the first time that we've had a chance to change our policy. The new method of chlorophenol-β-D-galactopyranoside (CPRG) is used as an indicator of high permeability of outer membrane. The outer membrane permeability increases when CPRG passes through the outer membrane of Escherichia coli, and the cytoplasm changes from yellow to red. This paper discusses the development of chemical compounds with high permeability of outer membrane. In addition, evidence of low resistance to compounds and evaluation of minimum fertility inhibition concentrations for ampicillin, vancomycin and rifampicin in Escherichia coli in the presence of compounds The results showed that the resistance of 6 compounds to antibiotics was lower in compound 1 and compound 2. The above compound 1, compound 2 has the effect of increasing the permeability of the outer membrane of Escherichia coli, and the effect of sensitivity of the outer membrane of Escherichia coli is maintained. The results show that the outer membrane of negative bacteria can penetrate the barrier property of compounds, and a few of them are reported.