Estructura, función e inhibición a lo largo de la coordenada de reacción de las beta-lactamasas CTX-M

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología Estructural Biología estructural.
• Microbiología Microbiología.

Sus antecedentes:

• Las enzimas CTX-M son un grupo significativo y creciente de beta-lactamasas de espectro extendido (ESBL).
• Estas enzimas confieren resistencia a las penicilinas y a varias generaciones de cefalosporinas.
• Los inhibidores efectivos y el entendimiento mecánico detallado de las enzimas CTX-M son limitados.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo detallado de las enzimas CTX-M.
• Para caracterizar las coordenadas de reacción de la enzima utilizando cristalografía de rayos X.
• Proporcionar plantillas estructurales para el diseño de nuevos inhibidores contra la resistencia a los antibióticos mediada por CTX-M.

Principales métodos:

• Estructuras cristalinas de rayos X de las enzimas CTX-M.
• Formación compleja con análogos del estado de transición y inhibidores del beta-lactama.
• Análisis de los cambios conformacionales de las enzimas a lo largo de las coordenadas de reacción.

Principales resultados:

• Cambios conformacionales observados en los residuos catalíticos Lys73 y Glu166.
• Se descubrió que el grupo 7alfa-metoxi de la cefoxitina inhibe la desacilación impidiendo estéricamente, no desplazando el agua catalítica.
• Se identificó un inhibidor del ácido borónico similar a la ceftazidima con un valor de 4 nM K (i) frente a CTX-M-16.
• Se ha demostrado la reversión de la resistencia a la cefotaxima en bacterias utilizando el inhibidor del ácido borónico.

Conclusiones:

• El estudio proporciona una visión estructural detallada del mecanismo enzimático CTX-M.
• Los hallazgos ofrecen información sobre las estrategias de diseño de inhibidores dirigidos a las enzimas CTX-M.
• Los datos estructurales pueden guiar el desarrollo de nuevas intervenciones contra la resistencia a los antibióticos conferida por las enzimas CTX-M.