プラスミドの接合伝達装置の祖先型構築と接合伝達阻害・促進化合物の同定

祖先型质粒接合转移装置的构建及抑制/促进接合转移化合物的鉴定

基本信息

批准号：
19K15725
负责人：
岸田康平
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-11-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K15725/
关键词：
プラスミド接合伝達遺伝子の水平伝播水平伝播 T4SS

项目摘要

抗生物質耐性菌の出現は世界規模で深刻な社会問題になっている。一方で、抗生物質耐性菌の出現にはプラスミドの接合伝達が関与していることが明らかとなっている。接合伝達を阻害する化合物はいくつか同定されているが、多様性に富むプラスミドの接合伝達装置のうち一部のプラスミドの接合伝達しか阻害できていない。本研究では、（1）祖先型の接合伝達装置の構築、（2）大規模な化合物ライブラリから本接合伝達装置を阻害する化合物の同定（3）実環境に近い環境下でのその化合物の機能評価を行う。本年度では、接合伝達の阻害に焦点を当て、以下の成果を得た。（1）プラスミドの接合伝達は、ATPase（VirB11ホモログ)によってエネルギーを獲得し、駆動していると考えられている。よって、VirB11ホモログは接合伝達阻害物質のターゲットとして主な候補タンパク質である。多様性に富む接合伝達装置のうち、最も研究がよく進んでいるMPF_T型のプラスミドの祖先型の構築に向けて、FireProt-ASRを用いて数百のプラスミド由来のVirB11ホモログから祖先型のVirB11ホモログの推定を行った。本ホモログの配列を解析すると、ATPaseとして重要なアミノ酸残基を有していた。（2）昨今、ペプチドを用いた創薬技術が発展しているが、本研究でも本技術を取り入れ、接合伝達関連タンパク質と結合することで接合伝達を阻害するペプチドを推定した。細胞質に局在する4つの接合伝達関連タンパク質を候補として、8つのペプチドを推定した。8つのペプチドは水素結合や疎水結合などを介してターゲットとなるタンパク質と結合していると推定された。

抗生素耐药细菌的出现已成为全球范围内严重的社会问题。另一方面，已经清楚的是，质粒的接合转移与抗生素抗性细菌的出现有关。尽管已经鉴定了几种抑制接合转移的化合物，但它们仅能够抑制一些不同质粒接合转移机制的接合转移。在这项研究中，我们将（1）构建一个祖先的接合转移装置，（2）从大规模化合物库中鉴定出一种抑制这种接合转移装置的化合物，以及（3）该化合物在类似于环境的环境中的功能。评估真实环境。今年，我们重点研究了接合转移的抑制，并获得了以下结果。 (1) 质粒的接合转移被认为是由 ATP 酶（VirB11 同源物）获取能量驱动的。因此，VirB11 同源物是作为接合转移抑制剂靶标的主要候选蛋白。在多种多样的接合转移装置中，为了构建研究最深入的MPF_T型质粒的祖先类型，我们使用FireProt-ASR从来自数百个质粒的VirB11同源物中提取了祖先VirB11同源物。做了一个估计。对该同源物的序列分析表明，它含有作为 ATP 酶的重要氨基酸残基。 (2)最近，已经开发出使用肽的药物发现技术，并且本研究也结合了该技术来估计通过与接合转移相关蛋白结合而抑制接合转移的肽。从位于细胞质中的四种接合传递相关蛋白作为候选蛋白推导出八种肽。推测这8个肽通过氢键、疏水键等与目标蛋白结合。