ウェルシュ菌を標的とするクオラムセンシング阻害剤の開発

针对产气荚膜梭菌的群体感应抑制剂的开发

• 批准号: 13F03389
• 负责人: 中山 二郎
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03389/
• 关键词: クオラムセンシング; ウェルシュ菌; オートインデューサー; 環状ペプチド; アンタゴニスト; ペプチドデザイン; グラム陽性日和見感染菌; 阻害剤スクリーニング; デプシペプチド; ヘモリシン; スクリーニング; ドラッグデザイン; 環状パプチド

ウェルシュ菌Clostridium perfringensは5アミノ酸残基からなる環状自己誘導ペプチドAIPCpによりVirS-VirR二成分制御系を制御し、毒素であるpfoA遺伝子を菌密度依存的に制御している。本研究では、このウェルシュ菌AIPCpのアンタゴニストをデザインして、ウェルシュ菌の生育には影響を与えず毒素産生性のみを抑制する抗感染症薬の開発を目指した。まず、AIPCpのシステイン以外のアミノ酸を一つずつアラニンに置換し、そのアゴニストおよびアンタゴニスト活性を調べることで、AIPCpの受容体の結合に重要な残基および受容体の活性化に重要な残基を特定した。その結果、３残基目のトリプトファンが受容体結合に重要で、４残基目のフェニルアラニンが受容体の活性化に重要なことが判明した。また、２残基目のロイシンと５残基目のスレオニンのメチル基がそれらの活性を補助していることが示唆された。これらの構造活性相関情報から、３つのアンタゴニスト候補ペプチドをデザインし、化学合成し、QSI活性を調べた。そのうち２つのペプチド、Z-AIPCp-L2A/T5A、Z-AIPCp-W3F/F4Wは低濃度ではアンタゴニスト活性を示したものの、マイクロモーラー以上の高濃度ではpfoAの発現を誘導するアゴニスト活性を示す、パーシャルアゴニストであることが判明した。一方、Z-AIPCp-F4A/T5SはIC50 = 720 nMで0.01 mMでもAIP活性を示さない完全なアンタゴニストであった。今後、このZ-AIPCp-F4A/T5Sをリード化合物としてドラッグデザイン研究を進展させていくことで、さらにQSI活性の強いアンタゴニストを得ることができると期待される。

Clostridium perfringens are controlled by VirS-VirR two-component control system, and toxin is controlled by pfoA gene, which depends on bacterial density. This study aims to provide guidance for the development of anti-infectious agents by inhibiting the production of toxins and the reproductive effects of these bacteria. In addition, AIPCp has a variety of amino acids, such as amino acid, amino The results showed that the 3-residue sequence was important for receptor binding, and the 4-residue sequence was important for receptor activation. The activity of the 2-residue group was enhanced by the 5-residue group. This information includes structural activity, chemical synthesis, and QSI activity. Z-AIPCp-L2A/T5A, Z-AIPCp-W3F/F4W showed activity at low concentrations, and induced activity at high concentrations above pfoA. On the one hand, Z-AIPCp-F4A/T5S IC50 = 720 nM 0.01 mM AIP activity is fully demonstrated. In the future, the research progress of Z-AIPCp-F4A/T5S is expected.

项目成果

Rationale design of quorum-quenching peptides that target the VirSR system of Clostridium perfringens

针对产气荚膜梭菌 VirSR 系统的群体淬灭肽的设计原理

• DOI: 10.1093/femsle/fnv188
• 发表时间: 2015
• 期刊: FEMS Microbiol Lett
• 影响因子: 2.1
• 作者: Singh RP;Okubo K;Ohtani K;Adachi K;Sonomoto K;Nakayama
• 通讯作者: Nakayama

Quorum sensing vs Quorum quenching: A battle with no end in sight

群体感应与群体淬灭：一场看不到尽头的战斗

• 发表时间: 2014
• 作者: Vipin Chandra Kalia;Ravindra Pal Singh;Jiro Nakayama et al.
• 通讯作者: Jiro Nakayama et al.

クロストリジウム属の菌の毒素産生抑制活性を有するペプチド

具有抑制梭菌毒素产生活性的肽

• 发表时间: 2015

Clostridium perfringensの毒素生産を制御するクオラムクエンチング機構の解明

阐明控制产气荚膜梭菌毒素产生的群体淬灭机制

• 发表时间: 2016
• 作者: 安達桂香;大谷郁;河野通生;ラビンドラパルシン;園元謙二;中山二郎
• 通讯作者: 中山二郎

Development of quorum quenching peptides targeting VirR/VirS system of Clostridium perfringens

开发针对产气荚膜梭菌 VirR/VirS 系统的群体猝灭肽

• 发表时间: 2015
• 作者: R.P.Singh;K. Okubo;K. Sonomoto;J. Nakayama
• 通讯作者: J. Nakayama