で発表された最近の研究では、 ネイチャーコミュニケーションズ研究者らは、細胞分析、生化学分析、および構造分析を実施して、感染中に淋菌微生物と相互作用する生理学的に重要な分子である、男性および女性のステロイドホルモンによる多重転移性耐性抑制因子（MtrR）の結合および活性化を評価した。
淋菌 グラム陰性双球菌であり、性感染症を含む世界中で何百万もの病気を引き起こします。 ワクチンがないので再感染する可能性が高いです。 女性患者は、骨盤炎症性疾患、子宮外妊娠、不妊症、または新生児失明を患っている可能性があります。 病原体は抗生物質耐性を発現するため、セフトリアキソンが唯一の経験的治療法となります。 しかし、セフトリアキソン耐性菌がいくつかの国で発見されており、公衆衛生上の重大なリスクを引き起こしています。 転写調節因子 MtrR は、膣、直腸、口腔粘膜に定着する mtrCDE オペロンを抑制します。
勉強： ホルモンステロイドはMtrRに結合することで淋菌の多剤耐性遺伝子とストレス応答遺伝子を誘導する。 画像クレジット: Giovanni Cancemi / Shutterstock
本研究では、研究者らは、ヒトの多剤耐性兵器において重要な役割を果たす転写調節因子MtrRによるホルモンステロイドの結合および誘導機構を解明した。 淋菌。
研究者らは、一部のMtrCDEリガンドが誘導因子であるという仮説を立てて、特定のリガンドに対するMtrRの結合親和性を調査した。 彼らは、MtrR に対する親和性を確立するために、β-エストラジオール (EST)、プロゲステロン (PTR)、およびテストステロン (TES) に対して等温滴定熱量測定 (ITC) テストを実行しました。 彼らはまた、ホルモン避妊に使用される合成エストロゲンであるエチニルエストラジオール（NDR）の結合も調べた。 宿主リガンドがMtrRの生化学的誘導を引き起こすかどうかを調べるために、彼らはデオキシリボ核酸（DNA）結合蛍光偏光実験を使用して、rpoHおよびmtrCDEオペレーターに対するMtrRの結合親和性を評価した。
研究チームは、プロゲステロン、β-エストラジオール、テストステロン、エチニルエストロゲンに関するMtrRの結合プロセスと構造基盤を調査した。 彼らは、デノボフェージングおよび単一波長異常分散分析により、2.4 Åの分解能でESTに結合したMtrRの構造を確立しました。 彼らはまた、MtrR とステロイドの結晶構造、および PTR に結合していないプロトマーの結合ポケットも評価しました。 彼らは、結合様式を検証するために、さまざまな残基の結合ポケットに単一点突然変異を導入しました。
研究者らは、2 つの変異体、W136A と R176E、MtrR W136L、および側鎖の柔軟性による Q133A 置換の結合特性を調査しました。 彼らはまた、亜致死量の特定のホルモンがMtrR依存的に淋菌の抗菌薬耐性を引き起こすかどうかも調査した。 彼らは、淋菌株FA19におけるステロイドホルモンの最小発育阻止濃度(MIC)値と、液体培養物中での淋菌の増殖を妨げないホルモン濃度の範囲を発見した。 亜致死量のESTおよびPTRの存在下でFA19株のより高い抗菌薬耐性(AMR)がmtrCDEの発現増加によるものであるかどうかを試験するために、彼らはmtrCおよび追加のMtrR抑制遺伝子(rpoH)の生体内発現を評価した。
結果
この研究では、細胞の代謝制御に関与するタンパク質であるMtrRが、泌尿生殖器感染部位に見られるプロゲステロン、β-エストラジオール、テストステロンなどのホルモンステロイドや、さまざまなホルモン避妊薬の成分であるエチニルエストロゲンに結合することが判明した。 ステロイドの結合は、同族 DNA に対する MtrR 親和性を低下させ、mtrCDE 発現を促進し、抗菌剤耐性を改善します。
これらのステロイドと結合したMtrRの結晶構造は、MtrRを活性化する結合プロセスと構造変化を示しています。 これまでの研究では、mtrD 遺伝子変異により PTR の最小阻害濃度が低下することが実証されています。 淋菌。 プロゲステロンが最高値を示した 効能 淋菌の増殖を阻害し、強力な抗淋菌薬となります。
MtrR は、2.8 μM、1.7 μM、および 2.3 μM の解離定数 (Kd) 値で PTR、EST、および TES に結合しました。 コレステロール、コルチゾール、およびアジスロマイシンは結合を示さなかった。 TES および EST の化学量論は、MtrR の各単量体に対して 1 つのステロイド、および複数の転移性耐性抑制因子の各二量体に対して 1 つの PTR でした。
NDR は 0.9 μM の解離定数で MtrR リプレッサーに結合しました。 FP テストでは、mtrCDE オペレーターおよび rpoH に対する MtrR の結合親和性は、1% MeOH のみの存在下での結合親和性と比較して、それぞれ 3 倍および 13 倍減少しました。 高濃度のMtrRはDNAに非特異的に結合しており、これはmtrCDEオペレーターの結合がrpoHよりわずかに増加していることを説明している可能性がある。 MtrR-EST 構造と MtrR-DNA 構造のアラインメントにより、タンパク質誘導につながる 3 つの主要な動きが示されました。
研究結果は次のことを示しました 淋菌多剤耐性細菌であるこの細菌は、β-エストラジオール、テストステロン、エチニルエストロゲン、プロゲステロンなどのホルモンステロイドを利用して人間の臓器に定着します。 これらのホルモンは、MtrR 結合を介して MtrCDE 流出と RpoH ストレス応答を活性化し、 淋菌 人間の臓器に定着しますが、淋菌感染症からは保護されません。 感染部位近くのテストステロンレベルが高いことは、これらのホルモンが有害である可能性があり、ストレス反応に関与する遺伝子を排出して活性化することで細菌の増殖を助けている可能性があることを示しています。 これらの薬は予期せぬ妊娠を防ぐ効果があるにもかかわらず、淋菌感染症を防ぐことはできません。
参考雑誌:
- フック、GM、アヤラ、JC、ホーリー、CL、 他。 ホルモンステロイドは多剤耐性遺伝子とストレス反応遺伝子を誘導します。 淋菌 MtrR に結合することによって。 ナットコモン 15、1153 (2024)、DOI: 10.1038/s41467-024-45195-1、 https://www.nature.com/articles/s41467-024-45195-1
1707876629
#ホルモンステロイドが淋菌の薬剤耐性を高めることが判明
2024-02-14 01:38:00