金属β-乳酸酶SMB-1在美罗烯的选择性压力下演变为更高效的酶
Xiaoting Dong1, Wenli Liu1, Yuxuan Dong1
1College of Life Science, Northwest University, Xi'an 710069, China.
Journal of inorganic biochemistry
|July 21, 2023
概括
金属β-乳酸酶 (MβLs) 驱动卡巴胺抗生素耐药性. 研究SMB-1进化发现了增强酶灵活性,稳定性和活性的突变,导致药物耐药性增加.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 分子生物学分子生物学
- 生物化学 生物化学
背景情况:
- 金属β-乳酸酶 (MβLs) 是一个重大威胁,它对卡巴胺抗生素产生了耐药性.
- 了解MBL的演变对于对抗抗生素耐药性至关重要.
研究的目的:
- 为了研究来自Serratia marcescens的SMB-1金属β-乳糖酶的突变和演变.
- 为了阐明基因和结构变化背后的碳烯耐药性.
主要方法:
- 使用不连续的美罗胺度梯度的微生物进化实验.
- 在SMB-1中分析点突变,双位点突变和移突变.
- 确定最小抑制度 (MIC) 和催化效率 (kcat/Km).
- 活跃站点变化的结构分析和循环灵活性.
主要成果:
- 在SMB-1.1的C端发现了关键突变 (A242G,S257R,C240G/E258G,M5,M12,M13).
- 观察到美罗MIC (8-120倍) 和催化效率 (365-647%) 的显著增加.
- 检测到的结构变化包括活性部位障碍和增强的循环1灵活性,增加腔体积和Zn2+部位暴露.
结论:
- 基因突变推动了SMB-1的进化,增强了它的灵活性,稳定性和水解活性.
- 这些适应性有助于持续的耐药性和对卡巴胺抗生素的耐药性.
- 这项研究提供了对抗生素耐药性进化的分子机制的见解.
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