多种药物排泄MexF的基质特异性检查点来自Pseudomonas aeruginosa
Muhammad R Uddin1, Silvia Gervasoni2, Giuliano Malloci2
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Oklahoma, 101 Stephenson Parkway, Norman, Oklahoma 73019, United States.
修改MexF多种药物排泄中的特定残留物会显著改变其抗生素耐药性. 关键突变可以扩大或缩小的基质谱,影响Pseudomonas aeruginosa中的药物排放效率.
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:
- 多种药物排泄,特别是抗性结节分裂 (RND) 超级家族,对于推动 Pseudomonas aeruginosa* 的抗生素耐药性至关重要.
- 在临床分离物中过度表达时,MexEF-OprN外流系统赋予了对诺基诺,trimethoprim和氨基醇的耐药性.
- 这个系统中的内膜RND传送器MexF具有狭窄的基质特异性,其潜在的分子机制尚未完全阐明.
研究的目的:
- 研究MexF中一个关键的识别/绑定位点Access口袋在确定基质特异性的作用.
- 了解特定残留物中的突变如何影响MexF.的药物流量能力和基质谱.
主要方法:
- 使用了实验和计算方法的组合.
- 在MexF的关键位置 (D132,P136,G626,S729) 引入了突变.
- 评估了电阻特征和基质特异性的变化.
- 采用集体对接和接触频率分析来研究连接体结合和转位通路.
主要成果:
- 在D132,P136,G626和S729的突变改变了MexF的耐药性和基质特异性,以一种依赖于残留物和基质的方式.
- 替代P136通常会增强各种抗生素的排放,包括许多诺基诺.
- 在S729的替代品显示了可变的效果,要么增强或显著损害MexF活动.
- 竞争分析揭示了不同抗生素基质的重叠结合点和共享转位路径.
- 计算分析表明,突变重塑了连接体结合偏好,并影响过渡到Deep Pocket进行挤出.
结论:
- 虽然MexF本质上是针对类似于trimethoprim的化合物进行了优化,但单个残留物的替代可以大大扩大其基质的范围.
- 这项研究强调了空间占用和通路完整性的重要性,除了静态结合接触,对于像MexF.这样的多特异性载体的高效药物流量.
- 了解这些机制对于开发策略来打击由排泄介导的抗生素耐药性至关重要.
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