Oporność wielolekowa związana z aktywnym
usuwaniem leków z komórek drobnoustrojów*

Efflux-mediated antimicrobial multidrug resistance

Agata Jarmuła

1

, Ewa Obłąk

1

, Donata Wawrzycka

2

, Jan Gutowicz

1

1

Instytut Genetyki i Mikrobiologii, Uniwersytet Wrocławski

2

Instytut Biologii Roślin, Uniwersytet Wrocławski

Streszczenie

Opornośćwielolekowajestpoważnymproblememwleczeniuinfekcjibakteryjnychigrzybiczych.

Jednymzgłównychmechanizmówopornościjestaktywneusuwanielekówzkomórki.Ubakte-

riieksportsubstancjitoksycznychzkomórekodbywasięzapośrednictwembiałeknależącychdo

pięciurodzin:MFS,SMR,ABC,RNDiMATE.Substratamipompmogąbyćm.in.antybiotyki,

chemioterapeutykiidetergenty.Genyopornościnatezwiązkimogąsięumiejscawiaćnachro-

mosomachbądźelementachruchomych(plazmidy,transpozony,integrony).Obecnośćgenów

opornościnaelementachruchomychumożliwiabakteriomłatweichprzekazywaniezkomórki

dokomórkiirozprzestrzenianieopornościwielolekowej.Obecnietrwająbadanianadzwiązka-

miwykazującymidziałanieinhibicyjnewzględemtransporterówwyrzutuleków.Białkawarun-

kującewielolekoopornośćwystępująrównieżugrzybów.Należągłówniedorodzinytranspor-

terówABC,dopodrodzinyPDR.BiałkatesąpowszechniebadaneudrożdżySaccharomyces

cerevisiae.

Słowa kluczowe:

systemy wyrzutu leków • oporność wielolekowa • antybiotyki

Summary

Multidrugresistanceisamajorprobleminthetreatmentofinfectiousdiseasescausedbybacte-

riaandfungi.Oneofthebasicmechanismsofresistanceisactiveeffluxofdistinctdrugsfrom

cells.Exportoftoxiccompoundsfrombacterialcellsismediatedbyproteinsof5distinctfami-

lies:MF,SMR,ABC,RNDandMATE.Thesubstratespectrumofeffluxpumpsincludesan-

tibiotics,chemotherapeuticsanddetergents.Genesthatdetermineresistancecanbelocatedon

chromosomesormobileelements(plasmids,transposons,integrons).Thepresenceofresistance

genesonmobileelementsenablesbacteriatotransferthosegenesbetweencellsandspreadthe

multidrugresistancephenotype.Thereareseveralinhibitorsofeffluxpumpsthatarecurrently

intheexperimentalphase.Proteinsthatmediatemultidrugresistancearealsopresentinfungal

cells.TheybelongmainlytotheABCsuperfamilyoftransportersandPDRsubfamily.Theseef-

fluxpumpsarewidelyinvestigatedinSaccharomyces cerevisiae.

Key words:

efflux pumps • multidrug resistance • antibiotics

Full-text PDF:

http://www.phmd.pl/fulltxt.php?ICID=937011

Received: 2010.12.20
Accepted: 2011.03.03
Published: 2011.04.01

*PracaczęściowofinansowanazgrantuMinisterstwaNaukiiSzkolnictwaWyższegonrNN303068534.

216

Review

www.

phmd

.pl

® Postepy Hig Med Dosw (online), 2011; 65: 216-227

e-ISSN 1732-2693

® Postepy Hig Med Dosw (online), 2011; 65

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

1. W

proWadzenie

Odkrycieizastosowanieantybiotykówumożliwiłowalkę

zgroźnymiinfekcjamibakteryjnymi.Jednakwrazzroz-

powszechnieniemsięantybiotyków,bakteriewykształciły

różnemechanizmyopornościnateśrodki.Jednymznich

jestaktywnywyrzutlekówzkomórki.Biorąwnimudział

białka,któreeksportująantybiotykiiinneśrodkiantybak-

teryjnezwnętrzakomórkidośrodowiskazewnętrznego.

Transporterytenależądopięciuniespokrewnionychrodzin:

MF(majorfacilitator),SMR(smallmultidrugresistance),

MATE(multidrugandtoxiccompoundextrusion),RND(re-

sistance-nodulation-celldivision)iABC(ATP-bindingcas-

sette)(ryc.1).TransporterynależącedorodzinMF,SMR

iRND,jakoźródłoenergiidoaktywnegoeksportuleków

zkomórkiwykorzystująsiłęprotonomotoryczną.Transport

lekówprzezbiałkaMATEwarunkowanyjestgradientemstę-

żeniajonówNa

+

,natomiastbiałkanależącedorodzinyABC

wykorzystująenergiępochodzącązhydrolizyATP[40].

Transporterylekowemogąmiećszerokąswoistośćsubstra-

towąiodpowiadaćzawyrzutantybiotykównależącychdo

różnychklaslubmogąbyćlekoswoisteieksportowaćkon-

kretną,charakterystycznądladanegobiałka,klasęzwiązków

antybakteryjnych.Genykodującebiałkaodpowiedzialne

zawyrzutlekówmogąwystępowaćzarównonachromo-

somiebakteryjnym,jakinamobilnychelementachgeno-

mu,takichjakplazmidyczytranspozony.

Wzwiązkuzdużąroląsystemówusuwanialekówwwarunko-

waniuwielolekoopornościdrobnoustrojówpotencjalniegroź-

nychdlazdrowialudziizwierząt,staleprowadzonesąbadania

nadichbudową,mechanizmemdziałania,fizjologicznąrolą

wkomórce,jakizwiązkamihamującymiichdziałanie[42].

2. T

ransporT

akTyWny

Opisanewpracysystemyusuwanialekównależądoukła-

dówtransportuaktywnego.Transportaktywnytotermody-

namicznieniesamorzutny,endoergicznystrumieńsubstancji

przechodzącyprzezbłonękomórkowąsprzężonyzprocesem

egzoergicznymdostarczającymenergiidlategotransportu

(np.hydrolizaATP,aleteżbiernetransportyinnychsubstan-

cji).Siłaminapędowymiegzoergicznychbiernychprocesów

transportowychmogąbyćgradientyelektrochemiczneróż-

nychjonów(np.gradientprotonowy,gradientNa

+

).System

tranportującyjednąsubstancjęnazywamyuniportem,nato-

miasttransportysprzężonedwusubstancjimogąbyćsym-

portem(wtymsamymkierunku)lubantyportem(wprzeciw-

nychkierunkach).Systemytransportuaktywnegonazywane

sąpompami,gdyżmogątranslokowaćsubstancjęwokre-

ślonymkierunku(np.wyrzutzkomórki)niezależnieodkie-

runkuichgradientuchemicznegolubelektrochemicznego.

Systemyaktywnegotransportustanowiąbiałkowo-lipidowe

układy(kompleksy)umiejscowionewbłonachkomórko-

wych.Strumieniesubstancjisąwielkościamiukierunkowa-

nymi(wektorowymi).Sprzężenieprocesówukierunko-

wanychzreakcjamichemicznymilubinnymisystemami

transportowyminiemożebyćrealizowanewśrodowisku

izotropowym,wymagaśrodowiskaanizotropowego.Błona

komórkowa,jakomiejscelokalizacjitychukładów,stanowi

barieręmiędzykomórkąijejotoczeniem,atakżetworzy

środowiskoanizotropoweniezbędnedlategosprzężenia

transportuzreakcjąchemicznąlubinnymukierunkowa-

nymtransportem.Opisanesystemytransportowewyrzutu

rozmaitychlekównależądoróżnychgrupzróżnicowanych

podwzględemrodzajówtransportuaktywnegoimechani-

zmówwykorzystaniaenergiidlaichfunkcji.

Różnepodwzględemsprzężeniazegzoergicznymiprocesami

systemytransportowemogąbyćhamowaneinhibitoramiak-

tywnościATP-azowejlubczynnikamirozprzęgającymiwspół-

transport,czylisprzężonytransportdwóchsubstancjiwtym

samymbądźprzeciwnymkierunku(symportlubantyport).

3. s

ysTemy

usuWania

lekóW

z

komórek

bakTerii

G

ram

-

dodaTnich

UbakteriiGram-dodatnichwystępujewieletransporterów

błonowychpromującychusuwanielekuzkomórki,aby

Word count:

6320

Tables:

4

Figures:

1

References:

55

Adres autorki:

dr Ewa Obłąk, Instytut Genetyki i Mikrobiologii, Uniwersytet Wrocławski, ul. S. Przybyszewskiego 63/77, 51-148

Wrocław; e-mail: [e-mail]

Wykaz skrótów:

ABC – kaseta wiążąca ATP (ATP-binding cassette); MATE – multidrug and toxic compound extrusion;
MF – major facilitator; MFP – białko łączące błony (membrane fusion protein); MIC – minimalne
stężenie hamujące (minimal inhibitory concentration); OMP – białko błony zewnętrznej (outer
membrane protein); PDR – oporność wielolekowa (pleiotropic drug resistance); QRDR – region
determinujący oporność na chinolony (quinolone-resistance-determining region); RND – resistance-
nodulation-cell division; SMR – small multidrug resistance.

Ryc. 1. Schemat budowy i działania błonowych transporterów lekowych

Jarmuła A. i wsp. – Oporność wielolekowa związana z aktywnym usuwaniem…

217

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

zapobiecjegoakumulacjiwkomórce,cowkonsekwencji

mogłobydoprowadzićdośmiercibakterii.Białkatrans-

portującelekiubakteriiGram-dodatnichnależądotrzech

niespokrewnionychrodzin:MF(majorfacilitator),SMR

(smallmultidrugresistance)iABC(ATP-bindingcassette)

[26].Ichobecnośćzapewniabakteriomopornośćnawiele

związkówantybakteryjnych,tj.fluorochinolonów,tetracy-

klinorazantybiotykównależącychdorodzinyMLS(ma-

krolidy,linkozamidyistreptograminy).Niektórewłasno-

ścitychbiałekzebranowtabeli1.

3.1. Rodzina MF transporterów błonowych

Wieletransporterówbłonowych,występującychubakte-

riiGram-dodatnich,należydorodzinyMF(majorfacili-

tator).Jesttodużairóżnorodnarodzina.Należącedoniej

transporterybłonowebakteriiGram-dodatnichfunkcjonu-

jąjakojednopodjednostkowapompa[23].Białkateskła-

dająsięzokoło400resztaminokwasowychzorganizo-

wanychw12lub14transbłonowychhelis[4].Pomiędzy

helisą6i7występujedużapętlacytoplazmatycznałączą-

caobiepołowytransportera[5].Transportsubstratuprzez

systemywyrzutunależącedorodzinyMFodbywasięna

zasadzieuniportu,symportuzjednoczesnymwypływem

jonówH

+

lubNa

+

,antyportuzjednoczesnymnapływem

jonówwodorowychlubantyportuzjednoczesnymnapły-

wemsubstancjirozpuszczonej[23].Energiędotranspor-

tubiałkateczerpiązgradientuprotonówpoobustronach

błony[51].Dogronatransporterówleków,należących

dorodzinyMF,zaliczasięm.in.białkoNorA.Występuje

onouStaphylococcus aureusicharakteryzujesięszero-

kąswoistościądlalekówhydrofilnych[4].Genkodujący

białkoNorAznajdujesięnachromosomie,cozapewnia

wrodzonąopornośćtegogatunkunafluorochinolony,ta-

kiejaknorfloksacynaiciprofloksacyna[44].Oporność

uzależnionajestodzwiększeniaekspresjigenunorA,któ-

ramożebyćwynikiemmutacji.Takiezjawiskowystępuje

wopornychnafluorochinolonyszczepachklinicznychS.

aureus,uktórychmutacjawystępujewpromotorzegenu

norA[30].Kolejnymprzykłademtransportera,należącego

dorodzinyMF,jestBmrwystępującyuBacillus subtilis.

Jesttotransporterwielolekowy,homologicznydoNorA.

Ekspresjategobiałkajestregulowanaprzezbiałkoregula-

toroweBmrR.Wswojejstrukturzemaonokieszeń,która

wiążekationyhydrofobowe,aktywująctymsamymeks-

presjębiałkaBmr.Każdadodatnionaładowanacząstecz-

ka,mogącadopasowaćsiędokieszeni,możebyćligan-

demdlaBmrR[38].Badaniawykazały,żetransporterBmr

odpowiadazausuwaniezkomórkiantybiotyków,takich

jakchloramfenikol,puromycynaifluorochinolony[33].

UB. subtiliswystępujerównieżbiałkotransporterowe

Blt,będącehomologiemBmr.Obabiałkamająpodobny

zakressubstratowy,jednakróżniąsiędrogamiekspresji.

Wprzeciwieństwiedogenubmr,bltnieulegaekspresji

uszczepówdzikich[42].UbakteriiGram-dodatnichpo-

wszechniewystępujerównieżtransporterMefA,opisa-

nyuStreptococcus pyogenesorazMefE,występujący

uStreptococcus pneumoniae.Genyobubiałekzidentyfi-

kowanowewnątrztranspozonu,występującegonachro-

mosomie.ZarównobiałkoMefA,jakiMefEmająwąski

zakressubstratowy,ograniczonydomakrolidów.Poznane

dotychczassystemyusuwanialekówzkomórekbakterii

Gram-dodatnichzebranowtabeli2.

DotransporterówzrodzinyMF,występującychuwie-

lubakteriiGram-dodatnich,należądwabiałkapromują-

ceeksporttetracykliny:TetKiTetL.Sąoneprzykładem

transporterówowąskiejswoistościsubstratowej.Obecność

TetLopisanouB. subtitis,natomiastTetKuS. aureus[33].

Przedstawionewyżejdeterminantyopornościnatetracy-

klinysąkodowanechromosomowo,natomiastekspresja

tychbiałekjestregulowanaprzezbiałkoTetR.Regulator

tenmakieszeń,wktórejpolarneaminokwasyizwiązane

cząsteczkiwodytworzągęstąsiećwiązańtetracyklina-Mg

2+

zapomocąwiązańwodorowychisiłvanderWaalsa[38].

Kolejnymprzykłademsystemuusuwanialeków,zaklasyfi-

kowanegodorodzinyMF,jestbiałkoLmrB.Wykazano,że

spontanicznemutantyB. subtilis,opornenalinkomycynę

ipuromycynę,wykazywałypodwyższonąekspresjęgenu

lmrB,występującegowoperoniezgenemlmrA,kodują-

cymprawdopodobniebiałkorepresorowe[42].

Rodzina transporterów

Budowa białka

Zakres substratowy

Źródło energii

MF

około 400 aminokwasów; 12 lub 14

TMS; jednopodjednostkowe

tetracykliny, fluorochinolony,

chloramfenikol, makrolidy,

linkozamidy, streptograminy

siła protonomotoryczna

(gradient pH)

SMR

około 110 aminokwasów; 4 TMS;

występują w postaci tetramerów

chloramfenikol, streptomycyna,

tetracykliny

siła protonomotoryczna

(gradient pH)

RND

około 1000 aminokwasów; 12 TMS;

współdziałają z OMP i MFP

β-laktamy, fluorochinolony,

chloramfenikol, tetracykliny,

makrolidy, sulfonamidy,

aminoglikozydy, erytromycyna

siła protonomotoryczna

(gradient pH)

MATE

około 450 aminokwasów; 12 TMS

aminoglikozydy, fluorochinolony

gradient Na

+

ABC

występuje w postaci kompleksu

wielopodjednostkowego

tetracykliny, fluorochinolony,

chloramfenikol, makrolidy,

linkozamidy, aminoglikozydy,

rifampicyna

hydroliza ATP

Tabela 1. Rodziny systemów usuwania leków z komórek bakteryjnych

Postepy Hig Med Dosw (online), 2011; tom 65: 216-227

218

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

3.2. Rodzina SMR transporterów błonowych

TransporterynależącedorodzinySMRskładająsięzokoło

110resztaminokwasowychiwswojejstrukturzezawierają

czterysegmentytransbłonowe.Wzwiązkuzniewielkimi

rozmiaramibiałeknależącychdotejrodziny,prawdopodob-

niefunkcjonująonejakokompleksyoligomeryczne[33].

Źródłemenergiidoaktywnegousuwaniasubstratówjest

siłaprotonomotoryczna[23].MimożetransporterySMR

sąwielolekowe,ichzakressubstratowyograniczonyjest

dolipofilnychleków,środkówantyseptycznychidezyn-

fekcyjnych[30].Transporterynależącedotejrodzinypo

razpierwszyopisanouS. aureus,alewystępująrównież

uinnychgronkowców.NależytubiałkoSmr,kodowane

przezgensmr,któryznajdujesięzarównonaplazmidach

koniugacyjnych,jakiniekoniugacyjnych.BiałkoSmrpo-

średniczywwymianielekunaprotonnazasadzieanty-

portu.Analizasekwencyjnaplazmidówujawniłaobecność

takżedwóchinnychbiałek,wdużymstopniuhomologicz-

nychdoSmr,QacGiQacH.PodobniejakSmr,transpor-

terytepromująeksportm.in.:bromkuetydynyiczwarto-

rzędowychsoliamonowych[44].

3.3. Rodzina ABC transporterów błonowych

Kolejnąrodzinątransporterówlekowych,występujących

ubakteriiGram-dodatnich,jestrodzinaABC.Białka

należącedotejrodzinyzbudowanesązczterechdomen:

dwóchdomenNBD(nucleotidebindingdomain)idwóch

TMD(transmembranedomain)[31].TMDwswejstruk-

turzezawierająsześćtransbłonowych

a-helisitworzą

homo-lubheterodimery.DwiedomenyNBDwiążąATP

postroniecytoplazmatycznejiwspółdziałajązdomenami

transbłonowymi[23].

CechąodróżniającątransporteryABCodpozostałychro-

dzinjestźródłoenergiidoaktywnegousuwanialeków,

energiabowiempochodzizhydrolizyATP.Związanieihy-

drolizaATPwywołujezmianykonformacyjnewstruktu-

rzetransportera,cojestniezbędnedoeksportusubstratów.

ZakressubstratowytransporterówABCobejmujetetracykli-

ny,fluorochinolony,chloramfenikol,rifampicynę,makroli-

dy,linkozamidy,aminoglikozydy[55].Białkanależącedo

rodzinyABCrzadkowystępująubakterii.Pierwszympo-

znanymbakteryjnymsystememusuwanialekówjestLmrA

występującyuL. lactis.Transportertenfunkcjonujejako

homodimerimaprzynajmniejdwamiejscawiążącelek[4].

Determinujeopornośćnachloramfenikolorazantybiotyki

MLS.HomologitegobiałkawystępujątakżeuB. subtilis

iS. aureus[33].Badaniawykazały,żeindukowanaopor-

nośćnaerytromycynęistreptograminytypuBzwiązana

jestzprzypuszczalnymmechanizmemusuwanialekówko-

dowanymprzezplazmidowygenmsrA.BiałkoMsrAnale-

żydorodzinyABCjednakniemadomenytransmembra-

nowej.GronkowcemająceMsrAwykazywałyzmniejszoną

System

wyrzutu leków

Rodzina

transporterów

Organizm

Zakres substratowy

NorA

MF

S. aureus

fluorochinolony

Bmr

MF

B. subtilis

chloramfenikol, fluorochinolony, puromycyna

Blt

MF

B. subtilis

chloramfenikol, fluorochinolony

MefA

MF

S. pyogenes

makrolidy

MefE

MF

S. pneumoniae

makrolidy

TetL

MF

B. subtilis

tetracykliny

TetK

MF

S. aureus

tetracykliny

FexA

MF

S. lentus

chloramfenikol, florfenikol

LmrB

MF

B. subtilis

linkomycyna, puromycyna

LmrP

MF

L. lactis

makrolidy, linkozamidy, streptograminy

MdeA

MF

S. aureus

makrolidy, linkozamidy, streptograminy

Smr

SMR

S. aureus

bromek etydyny, czwartorzędowe sole amonowe

LmrA

ABC

L. lactis

chloramfenikol, makrolidy, linkozamidy, streptograminy

Vga A/B

ABC

S. aureus

streptograminy

MsrA

ABC

Staphylococcus spp.

erytromycyna, streptograminy typu B

MsrC

ABC

E. faecalis

makrolidy, streptograminy B

Lsa

ABC

E. faecalis

linkozamidy, streptograminy A

LsaB

ABC

S. sciuri

klindamycyna

Tabela. 2. Systemy usuwania leków z komórek bakterii Gram-dodatnich

Jarmuła A. i wsp. – Oporność wielolekowa związana z aktywnym usuwaniem…

219

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

akumulacjęerytromycynywkomórce.Jestwięcmożliwe,

żeMsrAwspółpracujezinnymbiałkiem,dostarczającym

niezbędnądomenętransbłonową.Znalezionenamobilnych

elementachplazmidowychgenyvgaAivgaBdeterminu-

jąopornośćnamieszaninęstreptogramintypuAitypuB

uS. aureus[33].Uinnejbakterii,Enterococcus faecalis,

powszechniewystępujechromosomowygenmsrCkodu-

jącydeterminantęopornościnamakrolidyistreptogra-

minyB.E. faecaliswykazujerównieżcharakterystyczną

dlasiebie,wrodzonąopornośćnalinkozamidyistrepto-

graminyA.Zapewniająchromosomowygenlsa,kodują-

cytransporterABC,któryniemadomenytransbłonowej.

BiałkopodobnedoLsaopisanouStreptococcus sciuri.

JesttotransporterLsaBkodowanyprzezDNAplazmido-

weiwarunkującyopornośćtegogatunkunapółsyntetycz-

nyantybiotykzgrupylinkozamidów–klindamycynę[33].

4. s

ysTemy

usuWania

lekóW

z

komórek

bakTerii

G

ram

-

ujemnych

Wzwiązkuzróżnicamiwbudowiemiędzyosłonamiko-

mórekbakteriiGram-dodatnichiGram-ujemnych,różne

sąrównieżsystemyusuwanialekówwystępująceutejgru-

pybakterii.MimożeubakteriiGram-ujemnychwystępują

systemyusuwanialekównależącedowszystkichwspomnia-

nychwcześniejrodzin,najbardziejznacząceicharaktery-

stycznedlatejgrupysątransporterynależącedorodziny

RND(resistance-nodulation-celldivision).

4.1. Rodzina RND transporterów błonowych

TransporteryRND(resistance-nodulation-celldivision)są

szerokorozprzestrzenionewśródbakteriiGram-ujemnych.

Sątopompywielolekowe,kodowanezwykleprzezgeny

chromosomowe[23].TransporteryRNDwspółpracują

zbiałkamiwystępującymiwperyplazmieiwbłonieze-

wnętrznejwtakisposób,żecałysystemwyrzutuleków

składasięztrójczęściowegokompleksu.Pierwsząskłado-

wątegosystemujestbiałkotransporteroweznajdującesię

wbłoniecytoplazmatycznej.Maono12transmembrano-

wychsegmentówlub

a-helis,któremajądwiedużedome-

nycytoplazmatycznemiędzysegmentempierwszymidru-

gimorazmiędzysegmentemsiódmymiósmym.Domeny

tezawierająresztyaminokwasowe,któresąodpowie-

dzialnezarozpoznawaniesubstratu.Działanietranspor-

terówpoleganaantyporciesubstrat-proton.Kolejnączę-

ściąsystemuRNDjestperyplazmatycznebiałkołączące

błony.Białkototworzystrukturępodobnądopierścienia

imadwiedomenyhydrofoboweprzyC-końcuiN-końcu,

któreprawdopodobnieoddziałujązkomponentamibłony

zewnętrznejicytoplazmatycznej.Jegodziałanieopisują

dwamożliwemodele.Pierwszyzakładaoligomeryzację

peryplazmatycznegobiałkałączącegobłonyzbiałkiembło-

nyzewnętrznej,przezcoformowanyjestkanał,którysta-

nowidrogęsubstratuprzezperyplazmę.Funkcjonowanie

białkałączącegobłonywedługdrugiegomodeluodbywa

sięprzezpośrednictwowzestawieniubłonyzewnętrznej

icytoplazmatycznejiutworzeniuszlakutransportusub-

stratu.Białkatesąprawdopodobnieniezbędnewmontażu

ifunkcjonowaniupompRND[43].Ostatniąskładowąjest

białkowykanałbłonyzewnętrznej.Jesttotrimerskładają-

cysięzpołączonychbeczułkowatychstruktur.Jedenkoniec

tworzyporoszerokimotworzeijestosadzonywbłonieze-

wnętrznejkotwiczącdługitunelzbudowanyz12

a-helis,

siegającywperyplazmę.Jestonotwartywstronęczęści

beczułkowatej,azamkniętywkierunkubłonycytopla-

zmatycznej.Zamkniętykoniectunelumożezostaćotwar-

typoprzezruch

a-helis.Takfunkcjonującysystemwyrzu-

tumożeusuwaćantybiotykiprzezbłonęcytoplazmatyczną

isłaboprzepuszczalnąbłonęzewnętrzną.UEscherichia

coliwystępujesiedemznanychtransporterówRND,zcze-

gopięćjestdobrzescharakteryzowanych.Charakterystykę

tychbiałekprzedstawiatabela3.

NajlepiejpoznanyjestsystemAcrAB-TolC,gdzieAcrBto

białkotransporteroweznajdującesięwbłoniecytoplazma-

tycznej,AcrAjestbiałkiemperyplazmatycznym,aTolC

białkiembłonyzewnętrznej[32].TrimerAcrBskładasię

zdomenyperyplazmatycznejidomenytransmembranowej.

Wyższaczęśćdomenyperyplazmatycznejwchodziwin-

terakcjezTolC.Domenaperyplazmatycznaodgrywade-

cydującąrolęwdeterminowaniuswoistościsubstratowej.

Transportowanylekjestwiązanydokieszeniznajdującej

sięwcentrumtrimeruAcrB,jednakkażdyzrozpoznawa-

nychlekówoddziałujezinnymiresztamiaminokwasów.

TolCtobiałkowielofunkcyjne,któredziękikrótkotrwałym

interakcjomztransporteremlekowymindukowanymobec-

nościąsubstratu,możesięchwilowootwieraćiprzenosić

lekioniewielkiejmasieorazdużepolipeptydowetoksy-

ny.TolCmastrukturętrimeryczną–trzycząsteczkiTolC

formującylindrycznykanał.Koniecodstronybłonyze-

wnętrznejjestotwarty,akoniecperyplazmatycznyzwęża

się.ZamykaniekanałuTolCzależym.in.odpH[4].Geny

System wyrzutu leków

Komponenty systemu

Zakres substratowy

MFP

RND

OMP

AcrAB-TolC

AcrA

AcrB

TolC

β-laktamy, erytromycyna, chloramfenikol,

fluorochinolony, tetracykliny, nowobiocyna, linezolid

AcrD

AcrA

AcrD

TolC

aminoglikozydy, nowobiocyna

AcrEF

AcrE

AcrF

TolC

fluorochinolony, tetracykliny, linezolid, trimetoprim

YhiUV

YhiU

YhiV

TolC

doksorubicyna, nowobiocyna, erytromycyna

MdtABC

MdtA

MdtB/MdtC

TolC

nowobiocyna, β-laktamy

Tabela. 3. Systemy usuwania leków z rodziny RND występujące u E. coli

Postepy Hig Med Dosw (online), 2011; tom 65: 216-227

220

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

acrAiacrBleżąwjednymoperonieiekspresjonowane

razemodpowiadajązaopornośćnabarwniki,detergenty

iantybiotyki.Substratamitegosystemusątakielekijak:

chloramfenikol,

b-laktamy,makrolidyifluorochinolony.

SkładanieAcrA,AcrBiTolCwfunkcjonalnąpompęna-

stępujewzależnościodobecnościsubstratu.Innymsys-

tememusuwanialekówuE. colijestAcrD,któryekspor-

tujenowobiocynęiaminoglikozydy,jednakdosprawnego

funkcjonowaniawymagaobecnościAcrAiTolC.System

AcrEFniewystępujeuorganizmówdzikich,tylkoumu-

tantówopornychnafluorochinolony,któreniemająsys-

temuAcrAB.BiałkoAcrFwspółdziałazAcrAiTolC.

ZwiększonaekspresjagenówsystemuYhiUVpowoduje

opornośćtegogatunkunadoksorubicynęierytromycynę.

YhiUVjesthomologiemAcrAB.Kolejnymkompleksem

promującymeksportlekówuE. colijestMdtABC.Jestto

system,zawierającydwaróżnetransportery:MdtBiMdtC

iobecnośćichobujestkoniecznadosprawnegodziałania.

Substratamidlatychtransporterówjestnp.nowobiocyna

[23].Wszystkiewyżejwymienionesystemywspółdziała-

jązbiałkiemTolC.

Kolejnymorganizmem,uktóregowystępujewieleróż-

nychtransporterówRNDjestPseudomonas aueruginosa.

Maonokołodwanaściepomp,zczegosiedemzostałodo-

tychczasscharakteryzowanych(tabela4).Pierwsząznich

jestsystemMexAB-OprM,gdzieMexAtobiałkoperypla-

zmatycznełączącebłony,MexBjesttransporteremRND,

aOprMbiałkiembłonyzewnętrznej.Jesttosystem,które-

gotransporterymająnajszerszyzakressubstratowyutego

gatunku.Substratamidlatejpompymogąbyć

b-laktamy,

chinolony,makrolidy,tetracyklina,chloramfenikol,no-

wobiocyny,sulfonamidy,trimetoprim,tiolaktomycyna.

SystemMexCD-OprJwystępujeuszczepówP. aeruginosa

mającychmutacjęnfxB.MutantynfxBdzieląsięnadwie

grupy:AiB.MutantytypuAopornesąnaofloksacynę,

erytromycynęiniektórenowecefalosporyny(np.cefsulo-

dyna),amutantytypuBdodatkowojeszczenatetracyklinę

ichloramfenikol.Kolejnymmechanizmemeksportuleków

utegogatunkujestMexEF-OprN.Systemtenwystępuje

tylkouszczepówmającychmutacjęnfxC.Zapewniaimto

opornośćnafluorochinolony,tetracyklinę,chloramfenikol

itrimetoprim.WprzeciwieństwiedoMexAB-OprM,syste-

myMexCd-OprJorazMexEF-OprNniesąodpowiedzialne

zaopornośćna

b-laktamy.Działanietegosystemuwspo-

maganejestzmniejszonąekspresjąoprD–genukodują-

cegobiałkoporynowebłonyzewnętrznej,którejestgłów-

nymkanałemimipenemu.Mutanty,uktórychbraktego

białkasąniewrażliwenatenantybiotyk.OperonmexXY,

wprzeciwieństwiedowyżejwymienionychsystemów,

niemaotwartejramkiodczytudlagenukodującegobiał-

kobłonyzewnętrznej.ZamiasttegowykorzystujeOprM

jakokomponentbłonyzewnętrznej.DelecjagenówmexXY

skutkujezwiększonąprzepuszczalnościądlaaminogliko-

zydów,tetracyklinyierytromycyny.Ekspresjatychgenów

uE.colipowodujeopornośćnafluorochinolony,mimoże

uP. aeruginosanieprzyczyniasiędowrodzonejoporności

nateleki.MexJKjestsystemem,dlaktóregosubstratami

jesttriklosan,erytromycynaitetracyklina.Dotransportu

erytromycynyitetracyklinyMexJKwymagaobecnościbiał-

kabłonyzewnętrznejOprM,adoeksportutriklosanuwy-

korzystujebiałkoOpmH.Kolejnymmechanizmemekspor-

tulekówuP. aeruginosajestMexGHI-OpmD.Składasię

onzperyplazmatycznegobiałkałączącegobłony(MexH),

transporteraRND(MexI)ikanałubiałkowegobłonyze-

wnętrznej(OpmD).Wsystemietymwystępujedodatkowo

małebiałkointegralnebłony–MexG,któregorolaniezo-

stałajeszczepoznana.Mechanizmtenzapewniaoporność

nanorfloksacynę.MexVWwspółpracujezOprMijestod-

powiedzialnyzaeksportfluorochinolonów,tetracykliny,

chloramfenikoluierytromycyny.UNeisseria gonorrhoeae

występujesystemMtrCDE,gdzieMtrCjestbiałkiempe-

ryplazmatycznym,MtrDjesttransporteremRND,aMtrE

białkiembłonyzewnętrznej.ObecnośćMtrCiMtrEjest

koniecznadotransportuerytromycyny,penicylinyikwa-

sówtłuszczowych.Ichinaktywacjapowodowaławzrost

wrażliwościnatezwiązki[23].Burkholderia cepacia,

którajestpatogenemroślinioportunistycznympatogenem

ludzkimmasystemCeoAB-OpcM.Jestonhomologiem

MexAB-OprMipromujeaktywneusuwaniechloramfe-

nikolu,fluorochinolonówitrimetoprimu.Innyprzedsta-

wicieltegorodzaju,Burkholderia pseudomallei,madwa

System wyrzutu leków

Komponenty systemu

Zakres substratowy

MFP

RND

OMP

MexAB-OprM

MexA

MexB

OprM

β-laktamy, fluorochinolony, chloramfenikol,

makrolidy, tetracyklina, sulfonamidy, nowobiocyna

MexCD-OprJ

MexC

MexD

OprJ

cefsulodyna, nowobiocyna, fluorochinolony,

chloramfenikol, erytromycyna, tetracykliny

MexEF-OprN

MexE

MexF

OprN

fluorochinolony, chloramfenikol, trimetoprim,

tetracykliny

MexXY

MexX

MexY

OprM

tetracyklina, erytromycyna, aminoglikozydy

MexJK

MexJ

MexK

OprM/OpmH

erytromycyna, tetracykliny, triklosan

MexGHI-OpmD

MexH

MexI

OpmD

norfloksacyna

MexVW

MexV

MexW

OprM

fluorochinolony, tetracykliny, chloramfenikol,

erytromycyna

Tabela. 4. Systemy usuwania leków z rodziny RND u P. aeruginosa

Jarmuła A. i wsp. – Oporność wielolekowa związana z aktywnym usuwaniem…

221

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

systemywyrzutu:AmrAB-OprAorazBpeAB-OprB.Oba

nadająopornośćtejbakteriinaaminoglikozydyiwmniej-

szymstopniunamakrolidy.Dwamechanizmyeksportu

lekówwystępująrównieżuinnejbakteriiGram-ujemnej,

Stenotrophomonas maltophila.PierwszyznichtoSmeABC,

jednaktylkoSmeCwarunkujeopornośćna

b-laktamy,

aminoglikozydyifluorochinolony.Sugerujeto,żeSmeC

możebyćczęściąinnej,niezidentyfikowanejjeszczepom-

py.DrugimmechanizmemjestSmeDEF,dlaktóregosub-

stratamisąmakrolidy,fluorochinolony,chloramfenikol,te-

tracyklinaierytromycyna[23].Serratia marcescensma

trzymechanizmyRND,zapewniającewieloantybiotykową

oporność.SdeABodpowiadazausuwaniefluorochinolo-

nów,chloramfenikolu,barwnikówidetergentów,natomiast

SdeCDEiSdeXYeksportująnorfloksacynęitetracykli-

nę[4].UHaemophilus influenzaewystępujetrójgenowa

grupakodującaHIO893,HIO894iHIO895.Dysrupcja

(zniszczenie)genówHIO894iHIO895powodujewzrost

wrażliwościnaerytromycynę,rifampicynę,nowobiocyny,

SDSibarwnikikationowe.Acinetobacter baumanniima

dwasystemyusuwanialeków:AdeABC,którychobecność

warunkujeopornośćnaaminoglikozydy,fluorochinolony,

chloramfenikol,tetracyklinę,erytromycynęitrimetoprim,

natomiastekspresjaAdeDEpowodujespadekwrażliwo-

ścinaamikacynę,ceftazidim,chloramfenikol,ciproflok-

sacynę,erytromycynę,meropenem,rifampinitetracyklinę

[23].Salmonella entericaserotypTyphimuriumoporność

nafluorochinolony,tetracykliny,chloramfenikol,karbeni-

cylinęicefoksytynęzawdzięczaobecnościsystemuAcrAB

[42].MechanizmAcrAB-TolCwystępujeteżuEnterobacter

aerogenes,Klebsiella pneumoniaeiKlebsiella oxytoca

iwarunkujeopornośćnafluorochinolony,chloramfeni-

kolitetracyklinę.UCampylobacter jejuniobecnesądwa

mechanizmyusuwanialeków:CmeABC,odpowiedzial-

nyzaopornośćnafluorochinolony,solekwasówżółcio-

wych,bromeketydynyimetaleciężkieorazCmeDEF[23].

4.2. Rodziny MF, MATE, SMR i ABC transporterów

błonowych

UbakteriiGram-ujemnychwystępująbiałkatransportujące

lekinależącedokażdejzgłównychrodzin.Transporteryte-

tracyklinysąwwiększościbiałkamirodzinyMF.Systemy

usuwanialekówsąprzeważającymmechanizmemwarun-

kującymopornośćnatezwiązki.Występująukilkunastu

organizmówm.in.:Shigellaspp.,Salmonellaspp.,E. coli,

Chlamydia,Helicobacter pylori,alebrakichnaprzykład

uCampylobacterczyNeisseriaspp.BiałkaTetzapew-

niająopornośćnatetracyklinę,oksytetracyklinęichlor-

tetracyklinę[43].BadaniawykazałyobecnośćuE. coli

dwóchotwartychramekodczytu:emrAiemrB.Pierwsza

znichkodujebiałkotransporterowenależącedorodzi-

nyMF,adrugabiałkoperyplazmatycznełączącebłony.

Transportertenwspółdziałazbiałkiembłonyzewnętrz-

nejTolC.SystemEmrABzapewniaopornośćnaanty-

biotykihydrofobowe.Znaczącąhomologięzsystemem

EmrABwykazujeVceABwystępującyuVibrio cholerae.

Obecnośćtegotransporterawarunkujeopornośćnaróż-

netoksycznezwiązkinp.deoksycholanyorazantybioty-

ki:kwasnalidyksowyichloramfenikol[44].MdfAwystę-

pującyuE. colirównieżnależydorodzinyMFipromuje

wyrzutchloramfenikoluzkomórki.MdfAjestprzykładem

transportera,którynadajeopornośćnajednągrupęzwiąz-

ków,alezwiększawrażliwośćnadrugą.HomologiMdfA

obecnesąuwielubakteriiGram-ujemnych,np.CmlA

występującyuP. aeruginosa.Jegoobecnośćwarunku-

jeopornośćnachloramfenikoliflorfenikol.Zopornością

naobatezwiązkizwiązanejestrównieżbiałkokodowa-

neplazmidowoprzezgenpp-flowystępująceupatogenu

rybPasteurella piscicida.Prawieidentycznygenflo

St

jest

obecnyuSalmonella entericaserowarTyphimuriumirów-

nieżwarunkujeeksportchloramfenikoluiflorfenikolu[30].

DorodzinySMRnależym.in.transporterEmrEwystępu-

jącyuE. coli.Jesttohomooligomer,złożonyprawdopo-

dobnieztrzechmonomerów[7].Warunkujeopornośćna

tetracyklinęibromeketydyny.Jegodziałaniepolegana

tym,żepozwiązaniulekudwieztrzechresztGluoddają

proton.Wtedytransporterulegazmianomkonformacyj-

nym.Miejscewiązaniazamykasięiotwierapodrugiej

stroniebłony.Uwolnienielekukatalizowanejestprzez

dwaprotony.UbakteriiGram-ujemnychwystępujątakże

transporterynależącedorodzinyMATE.Usuwanieleku

jestwtymprzypadkupołączoneznapływemNa

+

doko-

mórki.PrzedstawicielemtejklasybiałekjestNorMwy-

stępującyuVibrio parahaemolyticus.Determinujeopor-

nośćnabarwniki,fluorochinolonyiaminoglikozydy[4].

JegohomologYdhEpromujeeksporttychsamychzwiąz-

kówiwystępujeuE. coli.Innymitransporteramitejro-

dzinysąHmrMuHaemophilus influenzaeorazPmpM

uP.aeruginosa.Ichobecnośćwarunkujeopornośćnaflu-

orochinolony,detergentyibarwniki[43].DorodzinyABC

należym.in.MacAB-TolC.Jesttojedynyznanysystem

usuwanialekówztejrodziny,kodowanyprzezgenychro-

mosomoweubakteriiGram-ujemnych,którydziałarazem

zperyplazmatycznymbiałkiemłączącymbłonyibiałkiem

błonyzewnętrznej.WystępujeuE. coliijestswoistydla

eksportumakrolidów[44].Transporteremnależącymdo

rodzinyABCjestEC-MsbAwystępującyuE. coli,który

eksportujelipidy.Funkcjonujejakohomodimerokształ-

ciestożka,gdziedomenywiążącenukleotydznajdująsię

przypodstawie.Każdymonomerskładasięzsześciu

a-

helis,którezapewniająwejścieiwyjściekanałupostro-

niewewnętrznejizewnętrznejbłony[4].

5. r

eGulacja

ekspresji

sysTemóW

WyrzuTu

lekóW

Ekspresjatransporterówbłonowychpromującycheks-

portlekówzkomórekmusipodlegaćścisłejkontroli.

Mechanizmyprowadzącedonadekspresjisystemówusu-

wanialekówdziałająnaróżnejzasadzie.Większośćsyste-

mówRNDznajdujesiępodkontroląlokalnegorepresora

[44].AcrR,podobniejakwieleinnychrepresorów,nale-

żydorodzinyrepresorówTetR.Wszystkiebiałkarepre-

sorowepodobnedoTetRdziałająnapodobnejzasadzie.

Represorwiążesiędooperatora,cozapobiegaekspresji

transportera.Powodujetopodatnośćkomórkibakteryjnej

natoksycznesubstancje.Jednakgdyzwiązekpasującydo

profilusubstratowegoznajdziesięwkomórce,wiążesię

dorepresora,coumożliwiaekspresjęiwytwarzaniebia-

łektransporterowych.Kontrolaekspresjisystemówwyrzu-

tulekówmożesięrównieżodbywaćnazasadzieregulacji

pozytywnejdziękiaktywatoromtranskrypcji.Przykładem

jestregulacjaoperonumexEF-oprNprzezlokalnyaktywa-

torMexT.GenmexTznajdujesiępowyżejgenówsystemu

usuwanialekówMexEF-OprNiulegatranskrypcjiwtym

samymkierunkucomexEF-oprN.NadekspresjaMexTin-

dukujeekspresjębiałektransporterowych[43].Ekspresja

operonuMexEF-OprNregulowanajestrównieżprzez

Postepy Hig Med Dosw (online), 2011; tom 65: 216-227

222

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

produktgenumexS,któryjestrepresoremtegooperonu.

MutacjewgeniemexSpowodująwzrostekspresjigenów

operonumexEF-oprN[25].Lokalnyminduktoremjest

równieżbiałkoBmrR,występująceuB. subtilisiaktywu-

jącetranskrypcjętransporteraBmr[30].Innymmechani-

zmemkontroliekspresjibiałektransporterowychsąmuta-

cjewgenachkodującychglobalneregulatory.Przykładem

mogąbyćgenysoxRimarRwystępującem.in.uE. coli

iS. enterica.Mutacjewtychgenachprowadządoichnad-

ekspresji,copowodujeaktywacjętranskrypcjiacrAB[42].

Pozytywnejregulacjiprzezglobalneregulatorypodlegają

równieżm.in.:systemyMexuP. aeruginosaorazBmriBlt

uB. subtilis[30].Innymmechanizmemkontroliekspresji

genówkodującychtransporterylekowesąmutacjewre-

gioniepromotoratychgenów.Badaniawykazały,żemu-

tacjew+5nukleotydziemRNAkodującegosystemnorA

uS. auerusprowadziłydonadekspresjitegosystemu[42].

Wwieluprzypadkachekspresjagenówkodującychbiałka

transporterowezwiększasię,gdywśrodowiskuznajduje

sięsubstratdanegobiałka.Wielolekooporneszczepykli-

niczneczęstosąotrzymywanepodczasstosowaniaterapii

antybakteryjnych.Niektórezlekówsąszczególnieistot-

newpowstawaniuiselekcjimutantówopornychnaanty-

biotykiichemioterapeutyki.Najlepiejzbadanągrupąśrod-

kówantybakteryjnychwzwiązkuzselekcjąlekoopornych

mutantówsąfluorochinolony.Badaniawykazały,żeopor-

nośćindukowanadziałaniemfluorochinolonówpowstaje

dziękimutacjomwdomenieQRDR(quinolone-resistan-

ce-determiningregion).Fluorochinolonytosubstancjesyn-

tetyczne,adocelowymmiejscemichdziałaniajestgyraza

DNA,costwarzałoogromnąszansęskutecznegoleczenia

infekcjibakteryjnych.Jednakokazałosię,żedziałanietymi

chemioterapeutykaminakomórkibakteryjnepowodowa-

łozwiększonewytwarzanietransporterówlekowych,po-

nieważjesttojedynymechanizmzapewniającybakteriom

opornośćnafluorochinolony.Możliwerównież,żezwiąz-

kiteniszcząbakteryjneDNAiinicjująwłączeniesystemu

naprawyDNA,copomagawselekcjonowaniumutantów

opornychnafluorochinolony.Przykładembakterii,która

wystawionanadziałaniefluorochinolonówzwiększaławy-

twarzanietransporterówjestP. aeruginosa.Wzależności

odużytegolekupowstałyróżnefenotypy.Naprzykładpo

zadziałaniukwasemnalidiksowymwyselekcjonowanezo-

stałymutantytypunal,natomiastnorfloksacynapowodo-

wałageneracjęmutantówtypunfx.Badanianadselekcją

lekoopornychmutantówP. aeruginosain vitrowykazały,

żeczęstodochodziłodogenerowaniamutantówpoprzez

działanienadzikieszczepy,takimiśrodkamiantybakteryj-

nymijak

b-laktamy(zwłaszczakarbenicylina),tetracykli-

na,chloramfenikolczyaminoglikozydy.Induktoramipo-

wstawaniawielolekoopornychmutantówmogąbyćrównież

środkiantyseptyczne,takiejaktriklosan[30].

6. n

aTuralne

funkcje

TransporTeróW

lekoWych

Mimoogromnejroliwwarunkowaniuopornościnaanty-

biotykiichemioterapeutyki,fizjologicznefunkcjetrans-

porterówbłonowychsąprawdopodobnieowielebardziej

złożone.Bardzoważnąrolęspełniająonewtransporciesub-

stancjiszkodliwych,cozapewniaprzetrwaniewniesprzy-

jającymśrodowisku.Wprzypadkubakteriijelitowych,ich

naturalneśrodowiskobytowaniabogatejestwżółćisole

kwasówżółciowych.Sątonaturalnesubstancjeodzia-

łaniuantymikrobiologicznym,występującewukładzie

pokarmowymptakówissaków,dlategoteżnaturalnami-

kroflorajelitowamusimiećmechanizmyochronyprzed

tymisubstancjami.Ochronętakązapewniająbiałkaeks-

porterowe,którezjednejstronyzapobiegająakumulacji

solikwasówżółciowych,azdrugiejpromująwydzielanie

metabolitówzkomórkibakteryjnej.Rolęwzwiększaniu

tolerancjinażółćisolekwasówżółciowychwykazanoba-

dającmutantyE. coli,S. entericaserowarTyphimurium

orazCampylobacter jejuni.Delecjekomponentówsyste-

muAcrAB-TolClubCmeABCskutkowaływzwiększonej

przepuszczalnościosłonkomórkowychdlasolikwasówżół-

ciowych.Natomiastmutantywykazującenadekspresjębia-

łekwyrzutubyłyopornenadużestężeniażółci.UE.coli

ekspozycjanasolekwasówżółciowych,takiejakcheno-

deoksycholanitaurocholanindukowałaaktywacjęsyste-

mówAcrABiEmrAB,natomiastwprzypadkuS. enteri-

caserowarTyphimurium,wystawienienadziałanieżółci

uaktywniałomechanizmAcrAB[42].Wieleróżnychfunk-

cjimająsystemynależącedorodzinyRND.Sąonebardzo

ważnedlapatogennościbakteriiiprzetrwaniawichniszy

ekologicznej.UP. aeruginosamechanizmMexAB-OprM

odpowiadazaeksportkilkunastuczynnikówwirulencjina

zewnątrzkomórki.Szczepywykazującenadekspresjętego

mechanizmucharakteryzowałysięmniejszązdolnościąwi-

rulencji,spowodowanązwiększonymeksportemczynników

wirulencji.FunkcjonowaniesystemuMtrCDEuNeisseria

gonorrhoeaezapewniaprzetrwaniewobecnościhydrofo-

bowychsubstancjiśluzówkowychwdrogachrodnych[42].

SystemyIefABCuAgrobacterium tumefaciensorazAcrAB

uErwinia amylovorapełniąistotnąrolęwwirulencjiiko-

lonizacjiroślin.Pompyteeksportująizoflawonoidyiza-

pewniająopornośćnafitoaleksyny.Podczasbadańhodowli

tkankowychwykazano,żeskładnikipompRNDsąbardzo

istotnewinwazji,adhezjiikolonizacjikomórekgospo-

darzaprzezbakterie.MutantyP. aeruginosaznieaktyw-

nymgenemmexBniemiałyzdolnościkolonizacjikomó-

rek.SzczepyS. entericaserowarTyphimuriumzdelecją

genutolCwykazywałysłabsząadhezjędoludzkichkomó-

rekjelitacienkiego,mysichmonocytóworazniebyłyzdol-

nedoinwazjimakrofagów[43].Systemyusuwanialeków

prawdopodobnieodgrywająteżrolęwquorum-sensing.

Obecnośćtransporterówpromujeeksportcząsteczeksy-

gnalnychdokontaktukomórka-komórka.Nawydzielanie

sygnalnegochinolonuPQSprzezP. aeruginosawpływa

nadekspresjasystemuMexEF-OprN.BiałkoSdiA,będące

regulatoremquorum-sensinguE. coli,jestpozytywnym

regulatoremsystemuAcrAB-TolC.Badaniawykazały,że

istniejezwiązekmiędzyobecnościąsystemuAcrAB-TolC

uE. coliatransportemwapnia[23].

7. i

nhibiTory

TransporTeróW

WielolekoWych

Wzwiązkuzdużymwpływemsystemówusuwanialeków

wwarunkowaniuwielolekooporności,koniecznejestza-

stosowanieśrodkówhamującychdziałanietransporterów

lekowych.Wprzeciąguostatnichlatzidentyfikowanowie-

lezwiązkówbędącychinhibitoramitransporterówwielole-

kowychwystępującychubakteriiGram-dodatnichiGram-

ujemnych.Wieleznichzostałowyizolowanychzroślinlub

mikroorganizmów.

Badaniadotycząceinhibicjipompwielolekowychwystę-

pującychubakteriiGram-dodatnichprowadzonogłów-

nienawielolekoopornychszczepachS. aureus.Związki

Jarmuła A. i wsp. – Oporność wielolekowa związana z aktywnym usuwaniem…

223

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

działającehamująconatransporterylekowepochodzą

główniezeźródełnaturalnych.Przykłademjestrezerpi-

na,alkaloidroślinnyporazpierwszywyizolowanyzko-

rzeniRauwolfia vomitoria[50].Działaonahamującona

białkoBmr,będącetransporteremlekowymuB. subtilis.

Badaniawykazały,żerezerpinaoddziałujebezpośrednio

zbiałkiemBmr,wiążącsiędokieszeniutworzonejprzez

fenyloalaninę143,walinę286ifenyloalaninę306[42].

Alkaloidtenwzmacniarównieżdziałanietetracykliny,cze-

godowodembył4-krotnyspadekMICwizolatachklinicz-

nychS. aureusmającychbiałkaTetKpromująceeksport

tetracykliny[50].Rezerpinahamujerównieżtransporter

NorA,obecnyuS. aureus,przezwzmocnieniedziałania

norfloksacyny[42].Kolejnyminhibitoremjestflawono-

lignan5’-MHC-D(5’-metoksyhydrokarpin-D).Wpołą-

czeniuzberberyną,któranaturalniewykazujeniewiel-

kiewłaściwościantybakteryjne,obserwowano16-krotny

wzrostdziałaniaantybakteryjnegoberberynyprzeciwko

S. aureus.Równieżzastosowanieniektórychmetabolitów

fenolowychwzmacniałodziałaniezarównoberberynyjak

itetracyklinyierytromycyny.Przykłademmożebyćchal-

kon,któryredukowałMICdotegostopnia,żebyłonpo-

równywalnyzwartościąMICdlamutantówS. aureusnie-

mającychbiałkaNorA.Innymifenolowymimetabolitami

sąestrykwasugalusowego.EGCG(galusanepigallokate-

chiny)wzmagadziałanietetracyklinyuszczepówS. aureus

mającychbiałkaTetK.Badaniameksykańskichgatunków

„MorningGlory”doprowadziłydoizolacjitrzecholigo-

sacharydów(orizabinXIX,XViIX),którewzmacniają

aktywnośćnorfloksacynywzględemszczepówS. aureus

charakteryzującychsięzwiększonąekspresjątransporte-

rówNorA.Kolejnyminhibitoremtransporterówlekowych

jestpiperyna,alkaloidroślinnywyizolowanym.in.zpie-

przuczarnego.Badaniawykazały,żezwiązektenzwięk-

szaakumulacjęciprofloksacynyipowoduje2-krotnyspa-

dekMICdlategochemioterapeutyku.Aktywnośćbiałek

transportującychlekihamujerównieżbaikaleina.Jestto

flawonoidwyizolowanyzliściThymus vulgaris.Wykazuje

silnedziałaniezwiększającekoncentracjętetracyklinyoraz

niektórych

b-laktamów(ampicylinyioksacyliny)wko-

mórceszczepówS. aureusopornychnametycylinę[50].

Badaniadotyczącemechanizmówusuwanialekówwystępu-

jącychubakteriiGram-ujemnychdoprowadziłydoodkrycia

iprodukcjiśrodkówwpływającychhamująconatranspor-

terylekowe.Dużąrodzinęinhibitorówbiałekeksportują-

cychlekistanowiąpeptydomimetyki.Pierwszymzidenty-

fikowanymśrodkiemhamującymtransporterylekowebył

PA

bN(fenyloalanylo-arginylo-naftyloamid),inaczejzwany

MC-207,110.Związektenzwiększaprzepuszczalnośćle-

wofloksacynyuróżnychszczepówP. aeruginosa,alerów-

nieżmożewzmagaćdziałanieinnychantybiotyków,takich

jakchloramfenikolczymakrolidy.PA

bNpasujedoprofilu

substratowegosystemówwyrzutulekówiwspółzawodni-

czyzantybiotykiemomiejscewiązanialeku.Dużympro-

blememwprzypadkuużyciategoinhibitorawterapiian-

tybakteryjnejjestjegoznacznatoksyczność.Jestjednak

używanywlaboratoriachdobadańnadinhibicjątranspor-

terówlekowych.Kolejnąklasązwiązkówhamującychsys-

temyusuwanialekówsąpochodnechinolonów.Badania

wykazały,żezwiązkitewzmagajądziałanieantybiotyków

należącychdoróżnychrodzin,poprzezzwiększenieich

akumulacjiwkomórce.Pochodnechinolonówsąaktyw-

newzględemtransporterówwielolekowychobecnychuE.

aerogenesiK. pneumoniae.Obagatunki,pozastosowaniu

tychinhibitorów,stawałysięwrażliwenachloramfenikol,

tetracyklinęinorfloksacynę,niewykazanojednakdziała-

niaprzeciwkosystemowiMexAB-OprMwystępującego

uP.aeruginosa.Mimodokładniezbadanejaktywnościpo-

chodnychchinolonówprzeciwkotransporteromwieloleko-

wym,wciążtrwająbadaniazwiązaneztoksycznościątych

środków.Innyminhibitoremtransporterówwielolekowych

jestarylopiperydyna,którawspomagaakumulacjęlinezo-

liduwkomórceE. coli.Zkoleiinhibitorynależącedoro-

dzinyarylopiperazynhamujądziałanietransporterówRND.

PrzykłademjestNMP(N-metylopirolidon),któryzwięk-

szawewnątrzkomórkowąkoncentracjęróżnychzwiązków

antybakteryjnych,m.in.:fluorochinolonów,chloramfeniko-

luilinezolidu.Jestonaktywnywobectransporterówleko-

wychwystępującychuAcinetobacter baumannii,rodziny

Enterobacteriaceae(zwyjątkiemrodzajuSerratiaspp.),

jednaknieobserwowanoaktywnościwobectransporterów

P. aeruginosa.Związkinależącedorodzinyarylopipery-

dyniarylopiperazynsąjednakzbyttoksyczne,abystoso-

waćjewleczeniuludziizwierząt[33].

Mimoistnieniatakwieluzwiązkówdziałającychhamu-

jąconasystemywyrzutuleków,żadenznichniezostał

wprowadzonydoużyciawmedycynieiweterynarii.Ze

względunapotencjalnelubrealnezagrożenietychśrod-

kówdlazdrowiakoniecznejestprzeprowadzeniejeszcze

wielubadańdotyczącychtoksycznościinhibitorówbakte-

ryjnychtransporterówlekowych.

8. T

ransporTery

WielolekoWe

u

GrzybóW

Opornośćwielolekowadrobnoustrojówstanowipoważny

problemkliniczny.Zarównobakterie,jakigrzybywyko-

rzystująróżnemechanizmyobronyprzedantybiotykami

ifungicydami.Ugrzybówgłównymmechanizmemopor-

nościjestaktywnyeksportlekówzkomórkizapomocąbia-

łektransportującychznajdującychsięwbłoniekomórko-

wej.BadaniaprzeprowadzonenadrożdżachSaccharomyces

cerevisiaewykazały,żezawyrzutlekówzkomórekgrzy-

bówodpowiadajągłówniebiałkanależącedorodzinyABC.

8.1. Transportery ABC występujące u drożdży

Saccharomyces cerevisiae

CałkowitasekwencjagenomuS. cerevisiaezostałaopubli-

kowanaw1996roku[13].Drożdżepiekarniczebyłypierw-

szymorganizmemeukariotycznym,dlaktóregowykona-

noanalizęsekwencjigenomuwceluwyszukaniagenów

wszystkichpotencjalnychtransporterówABC.Wykazano

istnienie30potencjalnychgenówtransporterówABC.

Wśródwyszukanychbiałekznalazłysie22transportery

ABCmającedomenyNBDiMSDi8białekmającychtylko

sekwencjeNBD.Wśróddrożdżowychtransporterówwy-

różniono5podrodzin:PDR,MDR,ALDP,MRP/CFTR,

YEF3iRLI[3,9,34].BiałkaABCudrożdżysązlokali-

zowanewbłonachkomórkowej,wakuoli,mitochondriów,

peroksysomówicytoplazmie.

Białkaodpowiedzialnezawielolekoopornośćnależądo

podrodzinyPDR(pleiotropicdrugresistance).Wszystkie

białkatejpodrodzinytoklasycznepełnetransporteryzbu-

dowanezdwóchdomenNBDiTMD,umiejscowione

wbłoniekomórkowej.Odpowiedzialnesązakatalizowanie

Postepy Hig Med Dosw (online), 2011; tom 65: 216-227

224

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

zależnegoodATPtransportuzwiązkówzcytoplazmyna

zewnątrzkomórki.ZaliczanedoniejtransporteryPdr5p

iSnq2pnależądonajlepiejpoznanychspośródbiałekABC.

Pdr5piSnq2ptobiałkalokalizującesięwbłoniekomór-

kowejdrożdży,mająceszerokizakressubstratowy,obej-

mującyantybiotyki,fungicydy,detergenty,jonoforyileki

przeciwnowotworowe[45].GenPDR5niejestniezbędny

dożyciakomórki,jegodelecjapowodujejednakhiper-

wrażliwośćkomóreknawieleinhibitorów.Wynikibadań

wskazują,żePdr5pjestgłównymmediatoremoporności

komórekdrożdżynaazole,powszechniestosowaneśrodki

grzybobójcze.WśródsubstratówPdr5pznalazłysierów-

nieżlekiprzeciwnowotworoweiludzkiehormonystero-

idowe.SzczepyzusuniętymgenemPDR5sąwięcwyko-

rzystywanewprojektachdotyczącychbadańtoksycznego

działaniazwiązkównakomórkidrożdży[10,22].Bliskim

homologiemPDR5jestnależącydotejsamejpodrodziny

genSNQ2(sensitivityto4nitroquinolineoxide).Początkowo

błonowebiałkoSnq2pzostałoscharakteryzowanejakona-

dającekomórkomopornośćnaN-tlenek4-nitrochinoliny

(4NQO)wpóźniejszychbadaniachwykazano,żeusunię-

ciegenuSNQ2powodujehiperwrażliwośćkomórekdroż-

dżynakilkadziesiątróżnychinhibitorów[11,21].

Zwielolekowąopornościąkomórekzwiązanejestrównież

białkoPdr12p.TransporterPdr12pzidentyfikowanojako

nadającykomórkomopornośćnasłabekwasyorganiczne.

Pdr12pjestumiejscowionywbłoniekomórkowejikatali-

zujezależnyodATPtransportanionówkarboksylowych

nazewnątrzkomórki.Wykazano,żesubstratamipompy

Pdr12psązwiązkistosowanejakokonserwantyżywności

(np.kwasbenzoesowy,kwassorbowy,kwaspropionowy),

jakiC1-C7słabekwasyorganicznepowstającewczasie

metabolizmukomórki[18,41].Najbliższymhomologiem

głównegomediatorawielorakiejopornościkomórkibiał-

kaPdr5pjestbiałkoPdr15p.TransporterPdr15pnadaje

komórkomopornośćnachloramfenikolieterlaurylowy

polioksyetylenu,któresąrównieżsubstratamiPdr5p[54].

DopodrodzinyMDRnależym.in.umiejscowionewbłonie

komórkibiałko:Ste6p,odpowiedzialnezaeksportczynni-

kaaferomonupłciowego.Byłtopierwszyodkrytytrans-

porterbłonowyudrożdżyS. cerevisiae.Komórkipozba-

wionegenuSTE6stająsiesterylne[29].Pozostałebiałka

należącedopodrodzinyMDRtozlokalizowanewbłonie

mitochondrialnejAtm1p,Mdl1piMdl2ppowiązanezusu-

waniemzmitochondriówźlesfałdowanychbiałek[17,19].

WpodrodzinieMRP/CFTRzgrupowanesąbiałka,takie

jak:Ycf1p,Bat1piBpt1p,Vmr1p,Nft1piYor1p.Białka

tejrodzinysązlokalizowanewbłoniewakuoli,jedynym

wyjątkiemjestYor1pzlokalizowanywbłoniekomórkowej

isąodpowiedzialnezadetoksyfikacjęcytoplazmypoprzez

aktywnytransportinhibitorówdowakuoli.Ycf1pzostał

scharakteryzowanyjakowakuolarnyczynnikoporności

nametalenp.kadm,rtęć,ołów,arsen[27,28].BiałkoBpt1

bierzerównieżudziałwdetoksyfikacjibilirubinyikad-

mu[39,48].Vmr1pjestzdolnydotransportuwieluróż-

nychinhibitorówwtymnp.rodaminy6G,kadmuirtęci.

Wykazano,żesubstratybiałekYcf1p,Bpt1piVmr1psą

transportowanegłówniewpostacikoniugatówglutationu

rzadziejwpostacinieskoniugowanej[53].BiałkoBat1p

bierzeudziałwtransporciekwasówżółciowych[37].Yor1p

zostałscharakteryzowanyjakotransporterwielolekowy.

MutacjeinaktywującegenYOR1powodowaływrażliwość

m.in.naoligomycynęilekianionowe.Najnowszedane

wskazująrównieżnaudziałYor1pwdetoksyfikacjikad-

mu[8,35].Niepoznanojeszczefunkcjiwszystkichtrans-

porterów.Pdr11iAus1związanesązpobieraniemstero-

li,atakżemająwpływnawzrostkomórekwwarunkach

beztlenowych.

Takróżnorodnycharaktertransportowanychprzezbiał-

kaABCzwiązkówsugerujeróżnemożliwemechanizmy

transportu.Nieudałosięjeszczedokładniescharaktery-

zowaćwjakisposóbbiałkaABCprzenoszązwiązkiprzez

błony.Zaproponowanotrzymodeletransportu:klasycz-

nejpompy,flipazyiwakuolarnegoodkurzacza[2,15,49].

Zgodniezmodelemklasycznejpompyzwiązkiprzenoszone

sązcytoplazmybezpośrednioprzezkanałcentralnytwo-

rzonywbłonieprzezbiałko(np.Pdr12p).Większośćsub-

stratówprzenoszonychprzeztransporteryABCmajednak

charakterhydrofobowy,wydajesięwięcprawdopodobne,

żesąonewyłapywanebezpośredniowbłonieiusuwane

nazewnątrzwsystemiemolekularnegoodkurzaczalubpo-

przezaktywnośćflipazowąABC(np.Pdr5p)wruchuflip-

flop.Wkażdymztychmodeliwykorzystywanajestener-

giauzyskanazrozkładudwóchcząsteczekATP.Uważa

sie,żeprzyłączeniesubstratudodomenTMDzwiększa

powinowactwobiałekdoATP,natomiastzwiązanieATP

wymuszazmianękonformacjibiałkaumożliwiającąprze-

pchnięciesubstratunadrugąstronębłony[2].

PompyABCzidentyfikowanorównieżuinnychgrzybów,

wtymupatogennychCandida albicans.Wykazano,że

substratamibiałkaCdr1p,najlepiejscharakteryzowanego

transporteraABCuC. albicans,sąm.in.cykloheksymid,

flukonazol,ketokonazol,itrakonazolioligomycyna,hor-

monysteroidowe,chloramfenikol.BiałkoCdr1pzpowo-

dzeniemekspresjonowanowS. cerevisiae[52].

8.2. Transportery MF występujące u S. cerevisiae

Wielolekoopornośćniejestzwiązanajedyniezdziałaniem

transporterówABC.Badaniawykazały,żeudrożdżywy-

stępująrównieżbiałkanależącedorodzinypompprotono-

wychMF.Transporterytepotrzebnądotransportuenergię

czerpiązgradientuprotonówpoobustronachbłony.Białka

teniemajądomenNBD.Zewzględunaliczbętransbło-

nowychdomenTMDdzielimyjena12-i14-transbłono-

we.BiałkaMFtransportująchemioterapeutyki,alerów-

nieżkatalizujątransportsubstancjiendogennych,takichjak

intermediatycykluKrebsaczyoligosacharydy[38,46,47].

NajlepiejpoznaneMFtransporteryto:Atr1p–nadają-

cykomórceopornośćnaaminotriazol,Sge1p–związany

zopornościąnakationowebarwniki,Hxt9p–transporter

heksozorazbiałkoTpo1pbędącewakuolarnymtranspor-

terempoliaminowym[12,36].

WprzypadkuCandida albicansnajlepiejpoznanymtrans-

porteremMFjestCaMDR1(BEN)odpowiedzialnyza

nadawaniekomórkomopornościnabenomyl,metotreksat

iazole.NadekspresjaFLU1przyczyniasiędooporności

komórekC. albicansnaflukonazolikwasmukofenolowy

[6,16].Podobniejakwbakteryjnychsystemachusuwania

leków,transporterydrożdżowerównieżmająswojąfizjo-

logicznąrolęniezwiązanązeksportemleków.Ichnatu-

ralnefunkcjepolegająnadwukierunkowymtransporcie

Jarmuła A. i wsp. – Oporność wielolekowa związana z aktywnym usuwaniem…

225

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

hydrofobowychsubstratówegzogennych,takichjakjony

metali,peptydy,lipidy,cholesterolczywitaminyorazen-

dogennychsteroidów,cytokinczybilirubiny[45].

8.3. Regulacja ekspresji białek PDR u drożdży

SystemyusuwanialekówtypuPDR(pleiotropicdrugresi-

stance)tworząsiećgenówobejmującągenykodującebiałka

transporterówbłonowychorazgenyPDR1iPDR3.Geny

PDR1iPDR3kodujączynnikitranskrypcyjneregulujące

ekspresjętransporterówPDR.Dominującemutacjespon-

taniczne,któreaktywujątranskrypcjęgenówPDR1lub

PDR3powodująpowstawaniefenotypuwielolekooporno-

ścipoprzezaktywnytransportlekówzkomórkilubmo-

dyfikacjebiernejdyfuzjilekówdokomórkiprzezzmianę

składulipidówbłonykomórkowej[20].Pdr1piPdr3pna-

leżądorodzinyczynnikówtranskrypcjiGAL4.Cechącha-

rakterystycznątejrodzinyjestmotywZn2Cys6wiążący

DNA.Pdr1piPdr3pprzyłączająsiędosekwencjiPDRE

(Pdr1p/Pdr3presponseelement)obecnąwpromotorachge-

nówdocelowych.Aktywujetotranskrypcjęgenówkodu-

jącychtransporteryPDR.Mimowielupodobieństwwbu-

dowieiogólnejfunkcji,białkaPdr1piPdr3prozpoznają

iaktywująróżnegeny.Strukturaobuczynnikówtrans-

krypcjijestpodobna.Obamajądomenęzpalcemcynko-

wymwiążącąDNA,znajdującąsięnaN-końcu.Wcentrum

obubiałekznajdujesięosiemmotywówhydrofobowych

(MI-MVIII).BiałkoPdr1pmadwaregionyaktywujące

(AR).ARIznajdujesięprzyN-końcu,natomiastbardziej

znaczącyARIIjestumiejscowionyprzyC-końcu.Pdr3p

majedenregionaktywujący[20].CzynnikiPdr1piPdr3p

regulujątranskrypcjęwielugenówzwiązanychzoporno-

ściąnainhibitory.Sątom.in.genykodującebiałkabło-

noweABC(Pdr5p,Pdr10p,Pdr15p,Snq2p,Yor1p),geny

kodującetransporterynależącedorodzinyMF(Hxt9p,

Hxt11p),gen IPT1/D4405,któregoproduktwpływanabio-

syntezęsfingolipidów,genPDR16kodującybiałkomające

wpływnaskładfosfolipidówisteroliwbłoniekomórkowej,

TPO1kodującywakuolarnytransporterpoliamidy,perme-

azyHXT2,RTA1,YOR049corazgenykodującebiałkaza-

angażowanewmetabolizmlipidówiścianykomórkowej.

BiałkaPdr1piPdr3pwpływająrównieżnazahamowanie

ekspresjiniektórychbiałek,np.Pdr12pbędącegotranspor-

teremtypuABC,odpowiedzialnymzaopornośćnasorbi-

nian,benzoesanioctan[20].TransporteryPDRsąrów-

nieżregulowaneprzezwieleinnychczynników.Badania

wykazały,żewkontrolętranskrypcjigenówkodujących

białkatransporterowezaangażowanyjestczynnikyAP-1.

BiałkapodlegającekontroliczynnikayAP-1zapewniają

drożdżomopornośćm.in.nakadm,cykloheksymidoraz

wieleinnychtoksycznychzwiązków[1].

9. p

odsumoWanie

Opornośćwielolekowacorazczęściejpojawiającasięwśród

bakteriiigrzybówstałasiępoważnymproblememwlecze-

niuzakażeń.Jednymzszerokorozpowszechnionychmecha-

nizmówopornościsąsystemyaktywnegousuwanialeków

zkomórek.Białkatepozwalająbakteriomigrzybomprze-

żyćwśrodowiskuzawierającymtoksycznedlanichsub-

stancje,natomiastwystępowaniewieluczynnikówregulu-

jącychichekspresjęzapewniaprawidłowefunkcjonowanie

transporterówlekowych.Znanesąsubstancjehamujące

działaniesystemówwyrzutulekówjednakwciążwymaga-

jązbadaniapodkątemtoksyczności.Poznaniedokładne-

godziałaniatransporteróworazewentualnychmożliwości

inhibicjiichdziałaniastanowikrokwkierunkupokonania

infekcjiwywoływanychprzezwielolekooporneszczepy.

p

iśmiennicTWo

[1]AlarcoA.,BalanI.,TalibiD.,MainvilleN.,RaymondM.:AP1-

mediatedmultidrugresistanceinSaccharomyces cerevisiaerequires

FLR1encodingatransporterofthemajorfacilitatorsuperfamily.J.

Biol.Chem.,1997;272:19304–19313

[2]AmbudkarS.V.,KimI.W.,SaunaZ.E.:Thepowerofthepump:me-

chanismofactionofP-glycoprotein(ABCB1).Eur.J.Pharm.Sci.,

2006;27:392–400

[3]BauerB.E.,WolfgerH.,KuchlerK.:Inventoryandfunctionofyeast

ABCproteins:aboutsex,stress,pleiotropicdrugandheavymetalre-

sistance.Biochim.Biophys.Acta.,1999;1461:217–236

[4]Borges-WalmsleyM.I.,McKeeganK.S.,WalmsleyA.R.:Structureand

functionofeffluxpumpsthatconferresistancetodrugs.Biochem.J.,

2003;376:313–338

[5]Borges-WalmsleyM.I.,WalmsleyA.R.:Thestructureandfunctionof

drugpumps.TrendsMicrobiol.,2001;9:71–79

[6]CalabreseD.,BilleJ.,SanglardD.:Anovelmultidrugeffluxtranspor-

tergeneofthemajorfacilitatorsuperfamilyfromCandida albicans

(FLU1)conferringresistancetofluconazole.Microbiology,2000;146:

2743–2745

[7]ChenY.J.,PornillosO.,LieuS.,MaC.,ChenA.P.,ChangG.:X-ray

structureofEmrEsupportsdualtopologymodel.Proc.Natl.Acad.

Sci.USA,2007;104:18999–19004

[8]CuiZ.,HirataE.,TauchiyaH.,OsadaH.,MiyakawaT.:Themulti-

drugresistanceassociatedprotein(MRP)subfamily(YRS1/Yor1)of

S. cerevisiaeisimportantforthetolerancetoabroadrangeoforga-

nicanions.J.Biol.Chem.,1996;271:14712–14716

[9]DecottigniesA.,GoffeauA.:CompleteinventoryoftheyeastABC

proteins.Nat.Gen.,1997;15:137–145

[10]DecottigniesA.,KolaczkowskiM.,BalziE.,GoffeauA.:Solubilization

andcharacterizationoftheoverexpressedPDR5multidrugresistan-

cenucleotidetriphosphataseofyeast.J.Biol.Chem.,1994;296:

12797–12803

[11]DecottigniesA.,LambertL.,CattyP.,DegandH.,EppingE.A.,Moye-

RowleyW.S.,BalziE.,GoffeauA.:Identificationandcharacteriza-

tionofSNQ2,anewmultidrugATP-bindingcassettetransporterof

theyeastplasmamembrane.J.Biol.Chem.,1995;270:18150–18157

[12]Ehrenhofer-MurrayA.E.,SeitzK.,SengstagC.:TheSge1proteinof

Saccharomyces cerevisiaeisamembraneassociatedmultidrugtrans-

porter.Yeast,1998;14:49–65

[13]GoffeauA.,BarrellB.G.,BusseyH.,DavisR.W.,DujonB.,Feldmann

H.,GalibertF.,HoheiselJ.D.,JacqC.,JohnstonM.,LouisE.J.,Mewes

H.W.,MurakamiY.,PhilippsenP.,TettelinH.,OliverS.G.:Lifewith

6000genes.Science,1996;247:546–567

[14]HieterP.,BassettD.E.Jr,ValleD.:Theyeastgenome:thecommon

currency.Nat.Genet.,1996;13:253–255

[15]HigginsC.F.,GottesmanM.M.:Isthemultidrugtransporteraflippa-

se?TrendsBiochem.Sci.,1992;17:18–21

[16]HillerD.,SanglardD.,MorschhauserJ.:OverexpressionofMDR1

geneissufficienttoconferincreasedresistancetotoxiccompounds

inCandida albicans.Antimicrob.AgentsChemother.,2006;50:

1365–1371

[17]HofackerM.,GompfS.,ZutzA.,PresentiC.,HaaseW.,vanderDoes

C.,ModelK.,TampeR.:Structuralandfunctionalfingerprintofthemi-

tochondrialATP-bindingcassettetransporterMdl1fromSaccharomyces

cerevisiae.J.Biol.Chem.,2007;282:3951–3961

[18]HolyoakC.D.,BraceyD.,PiperP.W.,KuchlerK.,CooteP.J.:The

Saccharomyces cerevisiaeweak-acid-inducibleABCtransporterPdr12

transportsfluoresceinandpreservativeanionsfromthecytosolbyan

energy-dependentmechanism.J.Bacteriol.,1999;181:4644–4652

[19]KispalG,CsereP.,GuiardB.,LillR.:TheABCtransporterAtm1pis

requiredformitochondrialironhomeostasis.FEBSLett.,1997;418:

346–350

[20]KołaczkowskaA.,GoffeauA.:Regulationofpleiotropicdrugresi-

stanceinyeast.DrugResist.Updat.,1999;2:403–414

Postepy Hig Med Dosw (online), 2011; tom 65: 216-227

226

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com

[21]KolaczkowskaA.,KolaczkowskiM.,GoffeauA.,Moye-RowleyS.:

CompensatoryactivationofthemultidrugtransporterPdr5p,Snq2p,

andYor1p,byPdr1pinSaccharomyces cerevisiae.FEBSLett.,2008;

582:977–983

[22]KolaczkowskiM.,VanderRestM.,CybularzKolaczkowskaA.,

Soumillion J.P., Konings W.N., Goffeau A.: Anticancer drugs.

Ionophorericpeptidesandsteroidsassubstratesoftheyeastmulti-

drugtransporterPdr5p.J.Biol.Chem.,1996;271:31543–31548

[23]KumarA.,SchweizerH.P.:Bacterialresistancetoantibiotics:active

effluxandreduceduptake.Adv.DrugDeliv.Rev.,2005;57:1486–1513

[24]LaundyA.E.:SystemyMDR–istotnymechanizmopornościpałe-

czekgram-ujemnychnaantybiotykiichemioterapeutyki.Postępy

Mikrobiol.,2008;47:415–422

[25]LevyS.B.:Activeeffluxmechanismsforantimicrobialresistance.

Antimicrob.AgentsChemother.,1992;36:695–703

[26]LiX.Z.,NikaidoH.:Efflux-mediateddrugresistanceinbacteria.

Drugs,2004;64:159–204

[27]LiZ.S.,LuY.P.,ZhenR.G.,SzczypkaM.,ThieleD.J.,ReaP.A.:

AnewpathwayforevacuolarcadmiumsequestrationinSaccharomyces

cerevisiae:YCF1-catalyzedtransportofbis(glutathionato)cadmium.

Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1997;94:42–47

[28]LiZ.S.,SzczypkaM.,LuY.P.,ThieleD.J.,ReaP.A.:Theyeastcad-

miumfactorprotein(YCF1)isavacuolarglutathioneS-conjugate

pump.J.Biol.Chem.,1996;271:6509–6517

[29]LoayzaD.,TamA.,SchmidtW.K.,MichaelisS.:Ste6pmutantsdefec-

tiveinexitfromtheendoplasmicreticulum(ER)revealaspectsofan

ERqualitycontrolpathwayinSaccharomyces cerevisiae.Mol.Biol.

Cell,1998;9:2767–2784

[30]LomovskayaO.,ZgurskayaH.I.,TotrovM.,WatkinsW.J.:Waltzing

transportersand‘thedancemacabre’betweenhumansandbacteria.

Nat.Rev.DrugDiscov.,2007;6:56–65

[31]LubelskiJ.,KoningsW.N.,DriessenA.J.:Distributionandphysiolo-

gyofABC-typetransporterscontributingtomultidrugresistancein

bacteria.Microbiol.Mol.Biol.Rev.,2007;71:463–476

[32]MahamoudA.,ChevalierJ.,Alibert-FrancoS.,KernW.V.,PagésJ.M.:

Antibioticeffluxpumpsingram-negativebacteria:theinhibitorre-

sponsestrategy.J.Antimicrob.Chemother.,2007;59:1223–1229

[33]MarkhamP.N.,NeyfakhA.A.:Efflux-mediateddrugresistancein

Gram-positivebacteria.Curr.Opin.Microbiol.,2001;4:509–514

[34]MichaelisS.,BerkowerC.:SequencecomparisonofyeastATP-binding

cassetteproteins.ColdSpringHarb.Symp.Quant.Biol.,1995;60:

291–307

[35]NagyZ.,MontignyC.,LeverrierP.,YehS.,GoffeauA.,GarrigosM.,

FalsonP.:RoleoftheyeastABCtransporterYor1pincadmiumdeto-

xification.Biochimie,2006;88:1665–1671

[36]NouraniA.,Wesolowski-LouvelM.,DelaveauT.,JacqC.,Delahodde

A.:Multiple-drug-resistancephenomenonintheyeastSaccharomyces

cerevisiae:involvementoftwohexosetransporters.Mol.Cell.Biol.,

1997;17:5453–5460

[37]OrtizD.F.,St-PierreM.V.,AbdulmessihA.,AriasI.M.:AyeastATP-

bindingcassette-typeproteinmediatingATP-dependentbileacidtrans-

port.J.Biol.Chem.,1997;272:15358–15365

[38]PaulsenI.T.,BrownM.H.,SkurrayR.A.:Proton-dependentmultidrug

effluxsystems.Microbiol.Rev.,1996;60:575–608

[39]PetrovicS.,PascoloL.,CupelliF.,OstrowJ.D.,GoffeauA.,Tiribelli

C.,BruschiC.V.:TheproductofYcf1andYLL015w(BPT1)coope-

ratefortheATP-dependentvacuolartransportofunconjugatedbili-

rubininSaccharomyces cerevisiae.Yeast,2000;16:561–571

[40]PiddockL.J.:Clinicallyrelevantchromosomallyencodedmultidrug

resistanceeffluxpumpsinbacteria.Clin.Microbiol.Rev.,2006;19:

382–402

[41]PiperP.,MaheY.,ThompsonS.,PandjaitanR.,HolyoakC.,Egner

R.,MulhlbauerM.,CooteP.,KuchlerK.:Thepdr12ABCtranspor-

terisrequiredforthedevelopmentofweakorganicacidresistancein

yeast.EMBOJ.,1998;17:4257–4265

[42]PooleK.:Efflux-mediatedantimicrobialresistance.J.Antimicrob.

Chemother.,2005;56:20–51

[43]PooleK.:Efflux-mediatedmultiresistanceinGram-negativebacteria.

Clin.Microbiol.Infect.,2004;10:12–26

[44]PutmanM.,vanVeenH.W.,KoningsW.N.:Molecularpropertiesof

bacterialmultidrugtransporters.Microbiol.Mol.Biol.Rev.,2000;64:

672–693

[45]RogersB.,DecottigniesA.,KołaczkowskiM.,CarvajalE.,BalziE.,

GoffeauA.:ThepleitropicdrugABCtransportersfromSaccharomyces

cerevisiae.J.Mol.Microbiol.Biotechnol.,2001;3:207–214

[46]Sá-CorreiaI.,dosSantosS.C.,TeixeiraM.C.,CabritoT.R.,Mira

N.P.:DrugH

+

antiportersinchemicalstressresponseinyeast.Trends

Microbiol.,2009;17:22–31

[47]Sa-CorreiaI.,TenreiroS.:Themultidrugresistancetransportersofthe

majorfacilitatorsuperfamily,6yearsafterdisclosureofSaccharomyces

cerevisiaegenomesequence.J.Biotechnol.,2002;98:215–226

[48]SharmaK.G.,MasonD.L.,LiuG.,ReaP.A.,BachhawatA.K.,Michaelis

S.:Localization,regulation,andsubstratetransportpropertiesofBpt1p,

aS. cerevisiaeMRP-typeABCtransporter.Eucaryot.Cell.,2002;1:

391–400

[49]SharomF.J.,LugoM.R.,EckfordP.D.:Newinsightintothedrugbin-

ding,transportandlipidflippaseactivitiesofthep-glycoproteinmul-

tidrugtransporter.J.Bioenerg.Biomembr.,2005;37:481–487

[50]StavriM.,PiddockL.J.,GibbonsS.:Bacterialeffluxpumpinhibitors

fromnaturalsources.J.Antimicrob.Chemother.,2007;59:1247–1260

[51]VanBambekeF.,BalziE.,TulkensP.M.:Antibioticeffluxpumps.

Biochem.Pharmacol.,2000;60:457–470

[52]WakiecR.,PrasadR.,MorschauserJ.,BarchiesiF.,BorowskiE.:

VoriconazoleandmultidrugresistanceinCandidaalbicans.Mycoses,

2006;50:109–115

[53]WawrzyckaD.,SobczakI.,BartoszG.,BocerT.,UłaszewskiS.,Goffeau

A.:Vmr1pisanovelvacuolarmultidrugresistanceABCtransporter

inSaccharomyces cerevisiae.FEMSYeastRes.,2010;10:828–838

[54]WolfgerH.,MamnunY.M.,KuchlerK.:TheyeastPdr15pATP-binding

cassette(ABC)proteinisageneralstressresponsefactorimplicated

incellulardetoxification.J.Biol.Chem.,2004;279;11593–11599

[55]ZgurskayaH.I.,NikaidoH.:Multidrugresistancemechanisms:drug

effluxacrosstwomembranes.Mol.Microbiol.,2000;37:219–225

Autorzydeklarująbrakpotencjalnychkonfliktówinteresów.

Jarmuła A. i wsp. – Oporność wielolekowa związana z aktywnym usuwaniem…

227

- - - - -

Electronic PDF security powered by www.IndexCopernicus.com