薬剤耐性菌に対する抗生物質効果を高める分子スイッチを発見(UD researchers identify molecular switch that could make antibiotics more effective against drug-resistant bacteria)

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2026-08-06 デラウェア大学(UD)

デラウェア大学の研究チームは、薬剤耐性菌(スーパーバグ)が抗菌薬に耐性を獲得し、生存・拡散する分子メカニズムの解明に取り組んでいる。研究では、細菌の細胞膜や細胞壁の形成、代謝経路、ストレス応答などに関わる分子機構を解析し、耐性菌が抗菌薬の作用を回避する仕組みや、病原性を維持する要因を明らかにすることを目指している。さらに、細菌の生存に不可欠な分子や代謝経路を新たな創薬標的として探索し、既存の抗菌薬とは異なる作用機序を持つ治療法の開発につなげる研究を進めている。薬剤耐性菌は世界的な公衆衛生上の重大課題であり、耐性菌感染症の増加に対処するには新規抗菌薬や治療戦略の確立が不可欠である。本研究は、耐性菌の基礎生物学の理解を深めるとともに、感染症対策や創薬研究の発展に貢献することが期待される。

<関連情報>

GdpPのアロステリック制御に関する構造的知見:立体構造的に動的なホスホジエステラーゼ Structural insights into allosteric regulation of GdpP: A conformationally dynamic phosphodiesterase

Shadikejiang Shataer, Shannon Modla, Leif Boddie, Samiran Subedi, Richard Knappenberger, Mona Batish, Vijay Parashar
Structure  Available online: 3 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.str.2026.05.004

薬剤耐性菌に対する抗生物質効果を高める分子スイッチを発見(UD researchers identify molecular switch that could make antibiotics more effective against drug-resistant bacteria)

Highlights

  • Cryo-EM structures of GdpP reveal a tetrameric architecture with asymmetric catalysis
  • The degenerate GGDEF domain serves as a scaffolding hub for catalytic domains
  • The DHHA1 dimerization interface governs asymmetric catalytic regulation
  • A conserved KRSR motif in the GGDEF-DHH linker mediates heme inhibition

Summary

The phosphodiesterase GdpP regulates the bacterial second messenger c-di-AMP and drives antibiotic resistance in Firmicutes, yet the structural basis for its allosteric regulation has remained unknown. Here, we present cryo-EM structures of the cytosolic region of Streptococcus mutans GdpP (SmGdpP74) in apo, heme-CN, and product-bound states, revealing a tetrameric architecture that enables asymmetric catalytic regulation. The non-canonical GGDEF domain functions as a scaffolding hub that positions the DHH-DHHA1 catalytic domains, representing the first example of a GGDEF domain repurposed for heterologous domain stabilization. We identify the DHHA1 dimerization interface as the primary determinant of asymmetric catalysis, and a conserved KRSR motif within the GGDEF-DHH linker as a molecular switch for heme-mediated inhibition. These findings establish a mechanistic framework for GdpP allostery and reveal structural sites for therapeutic targeting of c-di-AMP signaling in pathogenic bacteria.

医療・健康
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