最終手段抗生物質への耐性克服に役立つ新型阻害剤を開発 (New type of inhibitor could help tackle resistance against ‘last-resort’ antibiotics)

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2026-06-03 オックスフォード大学

英国オックスフォード大学の研究チームは、カルバペネム系抗菌薬に対する耐性の主要因であるメタロβ-ラクタマーゼ(MBL)を阻害する新規化合物「ピロール-2-カルボン酸(PyCs)」を開発した。MBLは細菌が産生する酵素で、カルバペネム系抗菌薬を分解して無効化するため、薬剤耐性菌治療における大きな課題となっている。研究ではPyCsがMBLの活性部位に結合し、抗菌薬の分解を防ぐことで抗菌効果を回復させることを示した。実験では、カルバペネムとの併用により必要薬剤量を最大32分の1まで低減できた。特に大腸菌や肺炎桿菌などの臨床分離株に対して有効性が確認された。また、従来のMBL阻害剤が金属イオンや活性部位の水分子を排除するのに対し、PyCsは重要な水分子を活性部位内に閉じ込める「water-trapping(捕水)」という新しい作用機序を持つ。この機構により、ヒト酵素への影響を抑えつつ細菌酵素を選択的に阻害できる可能性が示された。研究は、最後の切り札とされる抗菌薬の有効性維持と薬剤耐性問題への新たな対抗策として期待されるが、臨床応用にはさらなる最適化と安全性評価が必要である。

<関連情報>

広範囲のメタロβ-ラクタマーゼ阻害剤としての、水を捕捉するピロール-2-カルボン酸の開発 Development of Water-Trapping Pyrrole-2-carboxylic Acids as Broad-Spectrum Metallo-β-lactamase Inhibitors

Monisha SinghaLiam A. Wilson,Elisabete C. C. M. Moura,Maria M. Trush,Karina Calvopina,Gurleen Kaur,Greta Zaborskytė,Toms Kalniņš,Tharindi Panduwawala,Matthew J. Bowen,Matthew J. Beech,Jürgen Brem,Peter J. McHugh,Edgars Suna,Timothy R. Walsh,Christopher J. Schofield,and Alistair J. M. Farley
Journal of Medical Chemistry  Published: May 14, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5c03534

Abstract

最終手段抗生物質への耐性克服に役立つ新型阻害剤を開発 (New type of inhibitor could help tackle resistance against ‘last-resort’ antibiotics)

Use of the clinically vital β-lactam antibiotics is increasingly compromised by resistance, commonly mediated by β-lactamases. While clinically used serine-β-lactamase (SBL) inhibitors have long been available, metallo-β-lactamase (MBL) inhibitors are not yet approved for clinical use. We report the structure-guided development of pyrrole-2-carboxylic acid derivatives as potent inhibitors of the clinically important di-Zn(II) ion containing B1 MBLs (NDM-1, VIM-1, VIM-2, IMP-1). Crystallographic studies reveal the pyrrole-2-carboxylic acids inhibit B1 MBLs via active site Zn(II)-coordination of the inhibitor carboxylate and trapping of the di-Zn(II) ion bridging hydroxide, the latter of which reacts with the substrate β-lactam ring during hydrolysis. Appropriately derivatized pyrrole-2-carboxylic acids enhance the activity of carbapenems against MBL producing Gram-negative clinical isolates. The results support further development of metalloenzyme inhibitors that exploit binding to structural or catalytically important water molecules, an approach which may help in achieving selectivity over other metalloenzymes compared to metal-chelation based approaches.

有機化学・薬学
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