대학병원의 임상검체에서 extended-spectrum-${\beta}$-lactamase (ESBL)생성 Klebsiella pneumoniae 51균주를 분리하였다. ESBL생성 K. pneumoniae 51균주는 광범위한 항생제에 내성을 보였고 대부분의 균주는 amikacin, gentamycin과 ciprofloxacin항생제에 내성을 나타내었다. 대학병원에서 분리한 51균주를 randomly amplified polymorphic DNA (RAPD)로 분석한 결과 충남대학병원 21균주와 충북대학병원에서 분리한 10균주는 Ia 와 Ib에 속하였고 경상대학 병원에서 분리한 20균주는 IIa, IIb에 속하였다. ESBL 생성 K. pneumoniae 51균주는 RAPD 분석으로 4가지의 유전형으로 구분 할 수 있었고 유전적으로 다양하였다. 이상의 결과로 RAPD 분석은 유전형분석에 빠르고 단순하고 경제적인 방법임을 알 수 있었다.
A class A ${\beta}$-lactamase from Staphylococcus aureus PC1 complexed with 3R,5R-clavulanate is studied. The starting geometry for the computation is the crystal structure of the ${\beta}$-lactamase. Docking of the clavulanate to the enzyme is done exploiting the requirements of electrostatic and shape complementarity between the enzyme and clavulanate. This structure is then hydrated by water molecules and refined by energy minimization and short molecular dynamics simulation. In the energy refined structure of this complex, the carboxyl group of the clavulanate is hydrogen bonded to Lys-234, and the the carbonyl carbon atom of the clavulanate is adjacent to the $O_{\gamma}$ of Ser-70. It is found that a crystallographic water molecule initially located at the oxyanion hole, which is formed by the two -NH group of Ser-70 and Gln-237, is replaced by the carbonyl oxygen atom of the 3R,5R-clavulanate after docking and energy reginement. The crystallographic water molecules are proved to be important in ligand binding. Glu-166 residue is found to be repulsive to the binding of clavulanate, which is in agreement with experimental observation. Arg-244 residue is found to be important to the binding of clavulanate as well as to interaction with C2 side chain of the clavulanate. The electron density redistribution of the clavulanate on binding to the ${\beta}$-lactamase in studied by an ab initio quantum-mechanical calculation. A significant redistribution of electron density of the clavulanate is induced by the enzyme, toward the enzyme, toward the transition state of the enzymatic reaction.
2년령 암컷 포메라니안이 교통사고로 인한 골반골절로 내원하여 골절 교정수술을 받았다. 그러나 수술 후 술부에서 감염으로 인한 화농성 삼출물이 발생하였고, 분리한 세균의 항생제 감수성 검사 결과 penicillins, cephalosporins, aminoglycosides, quinolones, 그리고 trimethoprim/sulfamethoxazole에 내성이 관찰되었다. 분리한 세균의 동정 및 extended-spectrum $\beta$-lactamase (ESBL) 확진시험을 통해 ESBL 생성 Klebsiella pneumoniae임을 확인하였다. 치료를 위한 Carbapenem계 항생제의 감수성 시험 결과에 따라 meropenem을 선택하여 치료에 이용하였다. 분리된 세균에서 ESBL 유전자의 분자생물학적 검사 결과 TEM-1 ESBL 유전자가 있음을 확인하였으며, 보호자의 손바닥에서 분리된 세균에서도 TEM-1, SHV-1 ESBL 유전자가 검출되었다.
This study was designed to assess the possibility of using medicinal plant extracts as β-lactamase inhibitors to control antibiotic-resistant Staphylococcus aureus. The susceptibilities of S. aureus ATCC 15564 (SAWT), ciprofloxacininduced S. aureus ATCC 15564 (SACIP), oxacillin-induced S. aureus ATCC 15564 (SAOXA), and clinically-isolated S. aureus CCARM 3008 (SACLI) to ampicillin were determined in the absence and presence of medicinal plant extracts, including Cleyera japonica (CJ), Carpinus laxiflora (CL), Euphorbia helioscopia (EH), Euscaphis japonica (EJ), Oenothera erythrosepala (OE), and Rosa multiflora (RM). The phenotypic change in the clear inhibition zones around ampicillin disc was observed for SAWT, SACIP, and SAOXA, indicating the production of ampicillinase. Compared to the controls, the MICs of ampicillin against SAWT, SACIP, and SAOXA were decreased from 4 to 0.5 ㎍/mL in the presence of CL, 16 to 4 ㎍/mL in the presence of RM, and 32 to 2 ㎍/mL in the presence of CL, EH, and RM, respectively. The medicinal plant extracts, OE, EJ, and CL, effectively inhibited the β-lactamase activities of SAWT (78%), SACIP (57%), and SAOXA (76%) when compared to the control. This results suggest that the medicinal plant extracts can be used as BLIs to control the antibiotic-resistant S. aureus.
최근 extended-spectrum $\beta-lactamase$ 생산 임상 균주의 급속한 증가와 확산은 매우 심각한 문제를 야기하고 있다. 이에 국내에서 extended-spectrum $\beta-lactamase$ 생산 임상 균주의 발생율을 파악하고자 국내 한 대학병원에 입원한 환자로부터 대장균을 분리하여 항생제 감수성 검사를 실시하였다. 충 233균주 중 184균주 $(78.9\%)$가 ampicillin에 대해 내성을 나타냈으며, 80균주$(34.3\%)$가 cephalothin에, 93균주$(39.9\%)$가 gentamicin에, 64균주$(27.5\%)$가 norfloxacin에 대해 내성을 나타내었다. 이중 17균주$(7.3\%)$가 double disk synergy test에 의해 양성반응을 나타낸 것으로 확인되었고, 이들에 대해서 6가지 항생제에 대한 최소 억제 농도를 추가적으로 시험한 결과, 13 균주가 4가지 이상의 다른 계열의 항생제에 대한 다중 약제 내성인 것으로 나타났다. Isoelectric focusing gel electrophoresis에 의한 pI값과 DNA 염기서열을 분석한 결과 5균주가 TEM-1,1균주가 TEM-15,1 균주가 TEM-20,4균주가 TEM-52,2균주가 TEM-1과 AmpC, 1균주가 TEM-1과 OXA-30,1 균주가 TEM-1과 OXA-33,1 균주가 TEM-1, CTX-M-3, AmpC, 그리 고 1 균주가 AmpC를 생산하는 것으로 나타났으며, SHV를 생산하는 균주는 없었다. 이들의 항생제내성 유전자가 전달되는지 확인한 결과 동물로부터 분리된 대장균 (CCARM No.1203)에 extended-spectrum $\beta-lactamase$생산 유전자가 전달되는 것을 확인하였다. Random amplified polymorphic DNA와 pulsed field gel electrophoresis분석을 사용하여 genomic DNA에 대한 유전형을 분석한 결과 균주간의 유전적 연관성은 매우 낮은 것으로 나타나 한 병원에서 발견되는 균주는 clonal spread에 의한 것이라는 일반적인 보고와 다른 결과를 얻었다.
10종의 6-exomethylene penamsulfone 유도체의 Type I, Type IV, TEM 효소에 대한 $\beta$-lactamase 저해 효과를 측정하였다. 7종의 합성 화합물은 Type I penicillinase에 대해서는 저해 효과가 없었으나, Type IV cephalosporinase에 대해서는 기존의 sulbactam이나 tazobactam에 비하여 강한 효과를 나타내었고, 특히 CH 1145는 tazobactam보다 약 30배 강한 활성을 보여주었다. CH 2140은 TEM 효소에 대하여 tazobactam과 유사한 저해효과를 보였다.
The antibiotics-resistance profiles of 28 strains of Vibrio parahaemolyticus isolated from seawater were investigated. All of the strains studied were resistant to ampicillin (100%), but susceptible to 12 other antibiotics. The minimum inhibitory concentration (MIC) of V. parahaemolyticus to ampicillin was as high as $1,024-2,048\;{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$. The phenotype of strain 8 changed from ampicillin-resistant to susceptible with an in-frame deletion mutant of VPA0477, a putative ${\beta}$-lactamase gene, and the MIC for ampicillin of the mutant strain was $1{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$. In conclusion, our findings suggest that the VPA0477 gene acts as a ${\beta}$-lactamase in ampicillin-resistant V. parahaemolyticus strains.
The ${\beta}$-lactamase inhibitory protein (BLIP) produced by Streptomyces exfoliatus SMF19 was purified(33 kDa) and the N-terminal amino acid sequence was determined as NH2-ATSVVAWGGNND. Genomic DNA library of S. exfoliatus SMF19 was constructed in pWE15 and recombinants harbouring the corresponding gene were selected by colony hybridization to the mixture of 36-mer oligonucleotide designed from the N-terminal amino acid sequence. The corresponding gene (bliX) was isolated on a 4-kb ApaI fragment of S. exfoliatus SMF19 chromosomal DNA and then sequenced. The bliX consisting of 1, 119bp encoded a mature protein with a deduced amino acid sequence of 342 residues and also encoded a 40-amino-acid signal sequence. No significant sequence similarity to bliX was found by pairwise comparison using various protein and nucleotide sequences.
In vitro $\beta$-lactamase inhibitory activity of 6-exomethylenepenam compounds ( 1, 2, 3, 4 and 5) was compared with clavulanic acid, sulbactam and tazobactam. The inhibitory activity of compound 3 was stronger than those of sulbactam and clavulanic acid against Type I and II enzymes and stronger than tazobactam against Type III, IV, TEM enzymes. The inhibitory activity of 5 was stronger than sulbactam and clavulanic acid against Type I and II enzymes and stronger than tazobactam against Type III, and IV enzymes. The in vitro antimicrobial activity of 3, 4 and 5 combined with ampicillin and cefoperazone was compared with the sulbactam against $\beta$-lactamase producing 27 strains. But, synergistic activity of 3 and 5 was inferior to tazobactam.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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