ガッフキカマリのベンジルペニシリンのin vivo標的

DD-カルボキシペプチダーゼは、Gaffkya Homariのベンジルペニシリンの主要なin vitro標的であることが確立されています（W. P. Hammes、Eur。J.Biochem。70：107-113、1976）。この酵素がin vivoにおけるベンジルペニシリンの主要な標的でもあるかどうかを判断するために、このベータラクタム、セフメノキシム、セファロチン、およびセフォキシチンの効果を、ペニシリン結合タンパク質（PBP）9、DD-カルボキシポイプチディアーゼゼアーゼのアシル化と成長に比べて比較しました。。膜壁を用いた3種類の実験の結果は、PBP 9がこの酵素であり、これらのベータラクタムの主要なin vitro標的であり、ドデシル硫酸ナトリウム（SDS） - 溶解性ペプチドグリカンの合成におけるin vitro標的であることを示しました。第一に、これらのベータラクタムによるPBP 9のアシル化は、DD-カルボキシペプチダーゼの阻害とSDS-ジンローブルペプチドグリカン合成の阻害と並行していました。第二に、PBP 9からのベンジルペニシリン放出の速度は、DD-カルボキシペプチダーゼの回復と相関していました。第三に、DD-カルボキシペプチダーゼ活性は、SDS-ポリアクリルアミドゲルからの溶出後、PBP 9と同じ見かけの分子量を持つタンパク質で検出されました。無傷の細胞をベンジルペニシリンで処理した場合、最小成長阻害濃度（MGIC）は、PBPS 6および9 x 50％をアシル化するために必要な[35S]ベンジルペニシリンの濃度と相関していました。無傷の細胞をセフメノキシム、セファロチン、またはセフォキシチンで処理した場合、MGICは[35S]ベンジルペニシリンの後続の結合をPBP 6で50％（ED50）に50％（ED50）に減らすために必要な非標識ベータラクタムの濃度と相関していました。これらのベータラクタムは、PBP 9のED50と相関しませんでした。PBP9はMGICでセフメノキシムまたはセファロチンによってアシル化されていませんでしたが、このPBPはMGICの10分の1でセフォキシチンによって完全にアシル化されました。PBP 6は、ベンジルペニシリン、セフメノキシム、セファロチン、およびセフォキシチンによる成長阻害の主要な標的である可能性があることが示唆されています。DD-カルボキシペプチダーゼであるPBP 9は、実験室条件下での成長に不可欠です。また、PBP 9は、このPBPがin vitroでの主要なターゲットであるにもかかわらず、これらのベータラクタムの主要なin vivoターゲットのようには見えません。

It has been established that the DD-carboxypeptidase is the primary in vitro target of benzylpenicillin in Gaffkya homari (W. P. Hammes, Eur. J. Biochem. 70:107-113, 1976). To determine whether this enzyme is also the primary target of benzylpenicillin in vivo, we compared the effects of this beta-lactam, cefmenoxime, cephalothin, and cefoxitin on growth with their acylation of penicillin-binding protein (PBP) 9, the DD-carboxypeptidase. Results of three types of experiments with membrane-walls indicated that PBP 9 is this enzyme and that it is the primary in vitro target of these beta-lactams in the synthesis of sodium dodecyl sulfate (SDS)-insoluble peptidoglycan. First, the acylation of PBP 9 by these beta-lactams paralleled the inhibition of DD-carboxypeptidase and the inhibition of SDS-insoluble peptidoglycan synthesis. Second, the rate of benzylpenicillin release from PBP 9 correlated with the recovery of DD-carboxypeptidase. Third, DD-carboxypeptidase activity was detected in a protein with the same apparent molecular weight as PBP 9 after elution from an SDS-polyacrylamide gel. When intact cells were treated with benzylpenicillin, the minimum growth inhibitory concentration (MGIC) correlated with the concentration of [35S]benzylpenicillin required to acylate PBPs 6 and 9 by 50%. When intact cells were treated with cefmenoxime, cephalothin, or cefoxitin, the MGICs correlated with the concentration of unlabeled beta-lactam required to reduce the subsequent binding of [35S]benzylpenicillin by 50% (ED50) for PBP 6. In contrast, the MGICs of these beta-lactams did not correlate with the ED50s for PBP 9. PBP 9 was not acylated by cefmenoxime or cephalothin at their MGICs, whereas this PBP was fully acylated by cefoxitin at one-tenth of its MGIC. It is suggested that PBP 6 may be a primary target of growth inhibition by benzylpenicillin, cefmenoxime, cephalothin, and cefoxitin; PBP 9, the DD-carboxypeptidase, is dispensable for growth under laboratory conditions; and PBP 9 does not appear to be a primary in vivo target of these beta-lactams, even though this PBP is their primary target in vitro.