病原菌特有の金属取り込み機構を標的とした新規抗菌薬の開発

针对病原菌独特的金属摄取机制开发新型抗菌药物

基本信息

批准号：
21J11192
负责人：
村西和佳
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J11192/
关键词：
ヘム nikオペロンコレラ菌抗菌薬病原菌 Fur 鉄ニッケル

项目摘要

近年、これまで主流であったRNA合成阻害や細胞壁合成の阻害といった作用機序の抗菌薬に対する耐性菌が多発し、新規抗菌薬の開発が難航している。そこで、従来とは異なる作用機序による抗菌薬の開発が求められていることから、本研究では病原菌のみに存在する金属の取り込み機構を選択的に阻害することで病原菌のみに作用を持つ抗菌剤の開発を目指す。申請者は、コレラ菌のニッケル取り込みシステムの遺伝子であるnikオペロンの上流に鉄依存生の遺伝子制御因子VcFurの結合配列Fur boxが存在することから、コレラ菌ではnikオペロンがニッケルではなく、鉄によって発現制御されている可能性を検討した。偏光解消度測定による検討により、VcFurは鉄との結合によりFur boxにKd = 1.2 μMで特異的に結合すること、一方でニッケルとVcFurの結合はDNAとの非特異的結合を惹起することが明らかとなり、ニッケルを結合したFurは下流遺伝子の発現制御に寄与しないことを示唆した。さらに、大腸菌のFurが鉄錯体であるヘムと結合することが報告されていることからVcFurのヘム結合を追跡したところ、Kd = 1.3 μMで結合することが明らかとなった。また、VcFurのヘム結合の生理的意義を明らかにするため、偏光解消度測定によりヘムがVcFurとFur boxの結合に与える影響を検討したところ、ヘムの添加によりVcFur-Fur boxの結合が解離することが明らかとなった。本研究によりコレラ菌のnikオペロンは、ニッケルではなく鉄とヘムによって発現制御されていることが明らかとなった。本成果は、2022年1月にJ. Inorg. Biochem. に受理された。

近年来，已经有许多具有作用机制的抗生素耐药菌的病例，例如抑制RNA合成和抑制细胞壁合成，它们一直是主流的，并且新抗生素的发展变得困难。因此，有必要使用一种与常规的作用机制开发抗菌剂，该研究旨在开发仅通过选择性抑制病原体中存在的金属的摄取机制来开发仅对病原体作用的抗菌剂。申请人研究了Nik操纵子是由铁而不是铁表示的可能性，而不是由铁来表达，因为依赖铁依赖的基因调节因子VCFUR的结合序列皮草盒是Nik Operon的上游，Nik Operon是B. cholera的镍摄取系统中的基因。通过去极化测量检查表明，VCFUR通过与铁结合在Kd =1.2μm处特异性结合，同时结合镍和VCFUR触发与DNA的非特异性结合，这表明镍结合的毛皮无助于调节下游基因表达的调节。此外，由于据报道大肠杆菌中的皮毛与铁复合物的血红素结合，因此我们跟踪了VCFUR的血红素键，并发现它在Kd =1.3μm时结合。此外，为了阐明VCFUR中血红素结合的生理意义，我们通过去极化测量研究了血红素对VCFUR和皮毛盒之间结合的影响，并且揭示了血红素的添加使VCFUR-FUR盒的结合添加。这项研究表明，霍乱芽孢杆菌的Nik操纵子由铁和血红素而不是镍表达。 J. Inorg接受了这一结果。生物化学。 2022年1月。