クロスリンク切断酵素：細菌細胞壁を改造するスマートオートライシン

ペプチドグリカン（PG）は、ほとんどすべての生態学的ニッチで生存を可能にする細菌細胞壁の保護メッシュ様ポリマーです。PGは、短いペプチドを介したいくつかのグリカン鎖の架橋によって形成され、特徴的な構造と弾力性を付与し、他のポリマーのエクソスケレトンと区別します。PG架橋層の重要性は、最も広く使用されている抗生物質のいくつか、すなわちβ-ラクタムがこのステップを触媒する酵素を標的とするため、何十年も知られています。しかし、PG生物学における架橋加水分解の重要性は、ほとんど評価されていませんでした。最近の進歩は、細胞周期中のPG拡大における不可欠な役割を含む、多様な生理学的プロセスにおける架橋切断の機能を示しており、それにより、架橋酵素を新規薬物の未開発の標的とすることを示しています。ここでは、架橋特異的エンドペプチダーゼの基本的な役割と、細菌王国全体のそれらの調節について詳しく説明します。

Peptidoglycan (PG) is a protective mesh-like polymer in bacterial cell walls that enables their survival in almost every ecological niche. PG is formed by crosslinking of several glycan strands through short peptides, conferring a characteristic structure and elasticity, distinguishing it from other polymeric exoskeletons. The significance of PG crosslink formation has been known for decades, as some of the most widely used antibiotics, namely β-lactams, target the enzymes that catalyze this step. However, the importance of crosslink hydrolysis in PG biology remained largely underappreciated. Recent advances demonstrate the functions of crosslink cleavage in diverse physiological processes, including an indispensable role in PG expansion during the cell cycle, thereby making crosslink cleaving enzymes an untapped target for novel drugs. Here, we elaborate on the fundamental roles of crosslink-specific endopeptidases and their regulation across the bacterial kingdom.