结构和生化分析显示,酸抑制了DAHP合成酶,DAHP合成酶是石基胺通路中的关键参与者
Kuldeep Jangid1, Jai Krishna Mahto1, K Amith Kumar1
1Department of Biosciences and Bioengineering, IIT Roorkee, Roorkee, India.
昆酸通过向必不可少的石基酸途径酶,3-脱氧-D-阿拉比诺-素酸-7-酸盐合成酶 (DAHPS) 来抑制细菌的生长. 这一发现为开发针对各种细菌感染的新抗菌剂提供了有希望的支架.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 结构生物学 结构生物学
- 微生物学 微生物学
- 药物发现 药物发现 药物发现
背景情况:
- 石基胺通路对芳香氨基酸生物合成至关重要,在动物中不存在,使其酶成为有吸引力的抗微生物点.
- 3-脱氧-D-氨酸-氨酸-7-酸盐合成酶 (DAHPS) 催化该途径的第一个承诺步骤,是关键的调节点.
- 之前的研究已将酸确定为巴西亚细菌的DAHPS抑制剂,这表明研究其成分,如酸.
研究的目的:
- 为了研究酸 (QA) 作为一种潜在的抑制剂的Providencia alcalifaciens DAHPS (PaDAHPS).
- 为了确定由氨酸 (Phe) 和酸抑制PADAHPS的结构基础.
- 评估酸对各种细菌物种的抗菌活性.
主要方法:
- 确定了对氨敏感的PaDAHPS与Phe和QA复合的晶体结构,分别分辨率为2.5 Å和2.68 Å.
- 进行了生物物理测定,以评估Phe和QA与PaDAHPS的结合亲缘关系.
- 进行了体外抑制研究,以量化QA和Phe对PaDAHPS活性的抑制作用.
- 评估了QA的最小抑制度 (MIC) 与细菌病原体小组相比.
主要成果:
- 晶体结构显示,QA与PaDAHPS上的Phe结合于相同的活性部位.
- 生物物理测试显示,对QA (KD = 42 μM) 和Phe (KD = 32 μM) 的结合亲缘关系相似.
- 实验室研究表明,QA和Phe都抑制了PaDAHPS活性 (QA的Ki = 382μM,Phe的132μM).
- 酸表现出广泛的抗菌活性,抑制了*Pseudomonas aeruginosa*, *Moraxella catarrhalis*, *Providencia alcalifaciens*, *Staphylococcus aureus* 和 *Escherichia coli* (MICs 2.55 mg/ml) 的生长.
结论:
- 酸有效地抑制Providencia alcalifaciens DAHPS,并表现出抗菌性质.
- 结构和生物物理数据为DAHPS受酸抑制的机制提供了洞察力.
- 酸代表了开发针对细菌的新型抗微生物药物的有前途的支架,这些药物针对细菌的shikimate通路.
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