代謝に依存するサキニレーションは,抗生物質耐性に対するリソースの割り当てを制御する

科学分野:

• 微生物学
• 分子生物学
• 生物化学

背景:

• 生物が生物学的機能を維持するために 資源を配分する方法を理解することは極めて重要です
• モビライズされたコリスチン耐性 (mcr-1) は,抗生物質耐性に対する資源再配置の研究モデルを提供します.
• Mcr-1はリポポリサッカリド (LPS) を改変することによって耐性を授与する.

研究 の 目的:

• バクテリアがmcr-1媒介のコリスチン耐性をサポートするために資源を再配置するメカニズムを調査する.
• 抗生物質耐性を維持する代謝経路と翻訳後の変化の役割を明らかにする.

主な方法:

• モビライズされたコリスチン抵抗性 (mcr-1) 遺伝子をモデルシステムとして利用した.
• 糖分解,ピルーバートサイクル,およびLPSの生物合成による代謝流の方向転換を分析した.
• グリセロフォスポリピドの代謝とフォスファディテラノアミンの生成の変化を調査した.
• タンパク質サキニレーション (TPI,CpxR,PdhRなど) に対する資源再配置の影響を評価した.
• 外因性サクシネートとα-ケトグルタレットのサクシニレーションレベルへの影響を調べた.

主要な成果:

• バクテリアは,糖分分解とLPSバイオシンセシスからの代謝資源をグリセロフォスホリピド代謝に誘導し,フォスファディルエタノアミンを生成する.
• この再配分により,脂多糖質 (LPS) の含有量が減り,コリスチン結合が制限され,耐性が生じます.
• サクシニル共酵素A (CoA) 濃度が低下し,タンパク質サクシニレーションが低下する.
• 外因的サクシネートまたはα-ケトグルタレートによるサクシニレーションの回復は,コリスチン抵抗を弱める.
• 特定のタンパク質 (TPI,CpxR,PdhR) のサクシニレーションは,代謝流とLPSの生物合成に影響します.

結論:

• バクテリアは,抗生物質耐性を維持するために,代謝主導の翻訳後のタンパク質改変を含む新しい資源配分戦略を採用しています.
• このメカニズムは,LPSの改変と含有量を制限するために,ダウンレギュレーションを伴うので,抵抗性を高める.
• これらの代謝経路と 翻訳後の調節経路をターゲットにすることで 抗生物質耐性に対抗する新しい戦略を提供できるでしょう