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。

产气荚膜梭菌通过由五个氨基酸残基组成的环状自诱导肽AIPCp控制VirS-VirR双组分调节系统，并以细菌密度依赖性方式控制毒素pfoA基因。在这项研究中，我们设计了一种产气荚膜梭菌AIPCp拮抗剂，目的是开发一种抗感染药物，在不影响产气荚膜梭菌生长的情况下抑制毒素产生。首先，通过用丙氨酸取代AIPCp中除半胱氨酸之外的每个氨基酸并检查其激动剂和拮抗剂活性，我们鉴定了对AIPCp受体结合重要的残基和对受体激活重要的残基。结果表明，第三个残基色氨酸对于受体结合很重要，第四个残基苯丙氨酸对于受体激活很重要。还表明第二个残基亮氨酸和第五个残基苏氨酸的甲基有助于这些活性。根据该结构-活性关系信息，设计并化学合成了三种候选拮抗剂肽，并研究了它们的 QSI 活性。其中两种肽 Z-AIPCp-L2A/T5A 和 Z-AIPCp-W3F/F4W 在低浓度下显示出拮抗剂活性，但在微摩尔或更高的高浓度下，它们显示出诱导 pfoA 表达的激动剂活性。成为激动剂。另一方面，Z-AIPCp-F4A/T5S 是完全拮抗剂，即使在 0.01 mM 浓度下也没有显示 AIP 活性，IC50 = 720 nM。未来，通过以Z-AIPCp-F4A/T5S为先导化合物推进药物设计研究，预计我们将能够获得具有更强QSI活性的拮抗剂。

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

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

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.

放線菌の生産する環状デプシペプチドによるクオラムセンシング阻害活性

放线菌产生的环缩酚肽的群体感应抑制活性

• 发表时间: 2014
• 作者: 庄島あかね;松藤貴久;Desouky Said Elsayed;大久保謙一;五十嵐康弘;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