バンコマイシン耐性腸球菌（vancomycin-resistant enterococci: VRE）の薬剤耐性機構について

(IASR Vol. 42 p157-158: 2021年8月号)

細菌の細胞壁合成過程とバンコマイシンの作用機構

　バンコマイシンを含め, グリコペプチド系薬は細菌の細胞壁の合成を阻害する抗菌薬である。細菌の細胞壁物質はペプチドグリカンで, 2種類の糖, N-アセチルムラミン酸（MurNAc）とN-アセチルグルコサミン（GlcNAc）の繰り返し結合による直列の鎖が, ペプチドで架橋されている構造をとっている。すなわち細胞壁は糖鎖を縦糸とすると, ペプチドによる架橋を横糸とする網目構造をしている。この細胞壁が合成される時, 最初に細胞質内で細胞壁前駆体（ムレインモノマー）が作られる。まず糖鎖の構成成分の基となるUDP-MurNAcにアミノ酸が順次結合し, 最終的に5個のアミノ酸によるペプチド鎖（ペンタペプチド）が付加され, さらにもう1つの糖であるGlcNAcが結合する。その結果, 最終的にムレインモノマーであるlipid-MurNAc（GlcNAc）-L-Ala¹-γ-D-Glu²-L-Lys³-D-Ala⁴-D-Ala⁵が細胞膜の内側で形成される。なお, ペンタペプチドのD-Ala⁴-D-Ala⁵部分は, リガーゼ酵素Ddl（ddl遺伝子産物）の働きによって2分子のD-AlaからD-Ala-D-Alaが先に合成され, これがペプチド鎖末端の-L-Lys³に付加することでペンタペプチドが形成される。このムレインモノマーが細胞膜外へ運ばれ（細胞膜上で反転）, 細胞壁架橋酵素であるペニシリン結合蛋白PBPの働きによって, 合成中のペプチドグリカンと前駆体との糖鎖間およびペプチド鎖間での結合がそれぞれ起こり, 細胞壁が完成する。このペプチド鎖同士が結合する時にペンタペプチド末端の5番目のD-Ala⁵が切られ, 4番目のD-Ala⁴が他のペプチド鎖と結合することにより架橋される。