黄色ブドウ球菌MNAAの阻害剤を検出するためのNMR結合および機能アッセイ

ブドウ球菌壁のテイチョ酸（WTA）経路の非必須酵素は、高度に検証されたβ-ラクタム増強ターゲットとして機能します。MNAA（UDP-GLCNAC 2-エピメラーゼ）は、活性化された形式のマンナックを提供することにより、WTA生合成の初期のステップで重要な役割を果たします。選択的MNAA阻害剤の同定は、WTA経路におけるMNAA酵素の寄与を尋問するツールを提供し、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）に対するβ-ラクタム活性を回復するためのアジュバントとして機能します。ただし、MNAA基質と産物（UDP-GLCNAC/UDP-MANNAC）の両方が同一の分子量を共有するため、エピメラーゼ機能アッセイの開発は困難な場合があります。ここで、表現型細胞ベースのスクリーニングキャンペーンから推定MNAA阻害剤をトリアージする他のNMRアプローチと組み合わせることができる核磁気共鳴（NMR）機能アッセイを開発しました。さらに、強力なWTA経路阻害剤であるチュニカマイシンは、黄色ブドウ球菌MNAAと機能的に冗長なエピメラーゼCAP5Pの両方を阻害すると判断しました。

Nonessential enzymes in the staphylococcal wall teichoic acid (WTA) pathway serve as highly validated β-lactam potentiation targets. MnaA (UDP-GlcNAc 2-epimerase) plays an important role in an early step of WTA biosynthesis by providing an activated form of ManNAc. Identification of a selective MnaA inhibitor would provide a tool to interrogate the contribution of the MnaA enzyme in the WTA pathway as well as serve as an adjuvant to restore β-lactam activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). However, development of an epimerase functional assay can be challenging since both MnaA substrate and product (UDP-GlcNAc/UDP-ManNAc) share an identical molecular weight. Herein, we developed a nuclear magnetic resonance (NMR) functional assay that can be combined with other NMR approaches to triage putative MnaA inhibitors from phenotypic cell-based screening campaigns. In addition, we determined that tunicamycin, a potent WTA pathway inhibitor, inhibits both S. aureus MnaA and a functionally redundant epimerase, Cap5P.