pH（4）-isの構造と機能、A hygromycin B耐性酵素

アミノグリコシドホスホトランスフェラーゼ（APH）APH（4）-IAは、非定型アミノグリコシド抗生物質吸湿性B（HYGB）に対する細菌耐性の原因となる2つの酵素の1つです。Aph（4）-IA酵素の結晶構造は、1.95Åの解像度でhygbと複合的に解かれました。APH（4）-IA構造は、他のAPH酵素と真核生物キナーゼが共有する一般的な2ローブアーキテクチャを適応させ、活性部位をドメイン間腔に配置します。酵素は、主に極性および酸性の側鎖グループを介して、HYGBと拡張された水素結合ネットワークを形成します。HYGB結合に関与する7つの残基の個々のアラニン置換は、APH（4）-IA酵素活性に有意な影響を及ぼさず、結合親和性が分散ネットワーク全体に広がっていることを示しています。Hygbは、14のアミノグリコシド化合物のパネルの中で、Aph（4）-IAによって認識された唯一の基質として現れました。アクティブサイトアーキテクチャの分析とHYGB分子との相互作用により、このような制限された基質特異性をサポートするいくつかのユニークな特徴が実証されました。主にAPH（4）-IA基質結合部位には、基質のねじれた構造に相補的な表面を提供する疎水性残基のクラスターが含まれています。APH（2インチ）酵素と同様に、APH（4）-IAは、ホスホリル移動のためにATPまたはGTPのいずれかを利用できます。ATPまたはATPまたはGTP結合に関するAph（4）-IAの相互作用の定義された構造的特徴は、この酵素の新規アミノグリコシド抗生物質または阻害剤の設計のために活用される可能性があります。

The aminoglycoside phosphotransferase (APH) APH(4)-Ia is one of two enzymes responsible for bacterial resistance to the atypical aminoglycoside antibiotic hygromycin B (hygB). The crystal structure of APH(4)-Ia enzyme was solved in complex with hygB at 1.95 Å resolution. The APH(4)-Ia structure adapts a general two-lobe architecture shared by other APH enzymes and eukaryotic kinases, with the active site located at the interdomain cavity. The enzyme forms an extended hydrogen bond network with hygB primarily through polar and acidic side chain groups. Individual alanine substitutions of seven residues involved in hygB binding did not have significant effect on APH(4)-Ia enzymatic activity, indicating that the binding affinity is spread across a distributed network. hygB appeared as the only substrate recognized by APH(4)-Ia among the panel of 14 aminoglycoside compounds. Analysis of the active site architecture and the interaction with the hygB molecule demonstrated several unique features supporting such restricted substrate specificity. Primarily the APH(4)-Ia substrate-binding site contains a cluster of hydrophobic residues that provides a complementary surface to the twisted structure of the substrate. Similar to APH(2″) enzymes, the APH(4)-Ia is able to utilize either ATP or GTP for phosphoryl transfer. The defined structural features of APH(4)-Ia interactions with hygB and the promiscuity in regard to ATP or GTP binding could be exploited for the design of novel aminoglycoside antibiotics or inhibitors of this enzyme.