大腸菌マーグの固有の脂質の好みと運動メカニズム

ペプチドグリカン合成の細胞内相に関与する最後の酵素であるMurgは、N-アセチルグルコサミンをC4ヒドロキシルに脂質結合N-アセチルムラミン酸誘導体のC4ヒドロキシル（脂質）に網膜に結合する膜関連のグリコシルトランスフェラーゼです。ペプチドグリカンの最小限のサブユニットであるリンクされた二糖（脂質II）。脂質Iは、55炭素ウンセプレニル鎖によって細菌膜に固定されています。この長い脂質鎖は、Murgの運動分析を妨げるため、短縮された脂質鎖を含む代替基質を調査しています。ここで、Murgの固有の脂質の好みを説明し、膜の非存在下でのMurgの最適な基質が自然基質ではないことを示しています。したがって、ペプチドグリカンへの生合成経路の特定のステップには、ケサプレニルキャリア脂質が重要である可能性がありますが、実際には必要ありませんが、Murgが好むことはありません。合成基質類似体と、異なる長さの脂質鎖を含む製品、および合成デッドエンドアクセプターアナログを使用して、Murgがドナー糖が最初に結合する義務的な順序付けられたBI BIメカニズムに従うことも示しました。この情報は、マルグが結合した基質でマルグの結晶を取得することを容易にするはずです。これは、無傷の基質を含む構造がまだ解決されていないNDP-グリコシルトランスフェラーゼの主要なスーパーファミリーに属しているため、重要な目標です。

MurG, the last enzyme involved in the intracellular phase of peptidoglycan synthesis, is a membrane-associated glycosyltransferase that couples N-acetyl glucosamine to the C4 hydroxyl of a lipid-linked N-acetyl muramic acid derivative (lipid I) to form the beta-linked disaccharide (lipid II) that is the minimal subunit of peptidoglycan. Lipid I is anchored to the bacterial membrane by a 55 carbon undecaprenyl chain. Because this long lipid chain impedes kinetic analysis of MurG, we have been investigating alternative substrates containing shortened lipid chains. We now describe the intrinsic lipid preferences of MurG and show that the optimal substrate for MurG in the absence of membranes is not the natural substrate. Thus, while the undecaprenyl carrier lipid may be critical for certain steps in the biosynthetic pathway to peptidoglycan, it is not required-in fact, is not preferred-by MurG. Using synthetic substrate analogues and products containing different length lipid chains, as well as a synthetic dead-end acceptor analogue, we have also shown that MurG follows a compulsory ordered Bi Bi mechanism in which the donor sugar binds first. This information should facilitate obtaining crystals of MurG with substrates bound, an important goal because MurG belongs to a major superfamily of NDP-glycosyltransferases for which no structures containing intact substrates have yet been solved.