東北大学
学際科学フロンティア研究所

『Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry』および
『The Journal of Antibiotics』に論文掲載、
ほか総説記事掲載

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学際科学フロンティア研究所新領域創成部の児島征司助教は、反芻動物の第一胃（ルーメン）に棲息する偏性嫌気性細菌Selenomonas ruminantiumの主要外膜蛋白質Mep45を単離精製し、リポソームに再構成して機能解析しました。これにより、Mep45は自身のカルボキシ末端側341アミノ酸残基で孔サイズ直径約1.16nmの外膜チャネル（ポリン）を形成することを明らかにしました。本チャネルは酸性化合物をよく通過させる性質を示し、有機酸などの酸性低分子化合物を栄養源とする本菌の栄養生理に適合していることがわかりました。ルーメン細菌の代謝・生理は反芻動物の栄養生理に直結します。本研究成果はルーメン細菌の細胞生理の基礎的理解に貢献します。

本成果は日本農芸化学会が発行する英文誌 Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry （オンライン版）に6月7日付けで掲載されました。

掲載論文：
Kojima, S., Hayashi, K., Tochigi, S., Kusano, T., Kaneko, J., and Kamio, Y. (2016), "Peptidoglycan-associated outer membrane protein Mep45 of rumen anaerobe Selenomonas ruminantium forms a non-specific diffusion pore via its C-terminal transmembrane domain", Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, Biosci Biotech Biochem　(in press)

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現代医療に大きな問題を引き起こしている薬剤耐性菌の多くはグラム陰性細菌が占めます。薬剤耐性の主因は、外膜の存在により薬剤の細胞内への流入が制限されること、加えて、流入した薬剤を細胞外へ排出する仕組みを持っている点にあります。薬剤耐性問題の解決には、外膜の透過障壁性および薬剤排出活性を回避する方策を考える必要があります。 児島征司助教は、β－ラムタム系抗生物質の大腸菌外膜透過および排出速度の諸定数を用いて計算した結果、外膜透過障壁性を約4倍程度低下させることができれば、排出活性の阻害と同等の効果をもたらして細胞を薬剤高感受性化できることを明らかにしました。これに加えて、大腸菌において、外膜の安定的維持に重要なTol-Pal 蛋白質複合体を欠損すると外膜透過障壁性が実際に約4倍程度低下することを明らかにし、Tol-Pal 複合体の機能阻害が薬剤耐性問題解決に向けた一つのターゲットと成り得ることを示しました。本成果は日本感染症医薬品協会が発行する英文誌 The Journal of Antibiotics （オンライン版）に 5 月 11 日付で掲載されました。

掲載論文： Kowata, H., Tochigi, S., Kusano, T., and Kojima, S. (2016), "Quantitative measurement of the outer membrane permeability in Escherichia coli lpp and tol-pal mutants defines the significance of Tol-Pal function for maintaining drug resistance", The Journal of Antibiotics, doi: 10.1038/ja.2016.50

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児島助教は、現代医療に大きな問題を引き起こしているグラム陰性細菌の薬剤耐性について、抗生物質の外膜透過と排出速度の観点から、最新の研究成果をまとめて紹介しました。日本農芸化学会が発行する和文誌「化学と生物」の2016年2月号に掲載されました。

掲載された総説：
児島征司 「グラム陰性細菌の多剤耐性―beta-lactam系抗生物質の外膜透過・排出速度の測定結果を例に理解する―」化学と生物 54, 80-82, (2016)