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Biochemistry1996Aug13Vol.35issue(32)

大腸菌D-アラニル-D-アラニンリガーゼBの3つの活性部位変異体におけるD-アラニル-D-乳酸またはD-ラクチルD-アラニンシンテターゼ活性のゲイン

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
概要
Abstract

大腸菌d-ala-d-alaリガーゼ(DDL)およびバンコマイシン耐性が生成するタンパク質VANAはホモログですが、VANAはD乳酸(D-LAC)を活性化し、デプシペプチドD-ALA-D-を作る能力を獲得しました。lacとd-ala-d-ala。VANAのこのデプシペプチドリガーゼ活性は、表現型のバンコマイシン耐性に必要な重要な触媒機能です。ここでは、X線構造/関数の予測に基づいて以前に作成した3つの大腸菌DDLBアクティブサイト変異体が興味深い新しいリガーゼ活性を獲得したことを報告します。Y216、S150、およびE15は、オメガループを閉じて活性部位を閉じ、基質D-Ala1を向けるためにオメガループを口にする水素結合トライアドを形成します。変異体Y216FおよびS150Aは、VANAのpH挙動を模倣するジペプチド/デプシペプチド分配比を使用して、デプシペプチド(D-Ala-D-Lac、D-Ala-d-ヒドロキシブチレート)リガーゼ活性を獲得しました。E15Qは無視できるデプシペプチドシンテターゼ活性を持っていますが、現在では、D-ALAとの結露のための求核パートナーではなく、d-LACとしてD-LACを特別に活性化して、エステル生成物ではなくアミドであるレジオイソマーD-LAC-D-ALAを作ります。これらの結果は、リガーゼのアクティブサイトアーキテクチャとd-ALA vs D-LACの認識のためのサブサイトに関する洞察を提供し、Y216F置換を予測すると、内抵抗性耐性を持つグランポジティブバクテリアからのD-ALA-D-LACシンテターゼ活性を与えます。バンコマイシンへ。

大腸菌d-ala-d-alaリガーゼ(DDL)およびバンコマイシン耐性が生成するタンパク質VANAはホモログですが、VANAはD乳酸(D-LAC)を活性化し、デプシペプチドD-ALA-D-を作る能力を獲得しました。lacとd-ala-d-ala。VANAのこのデプシペプチドリガーゼ活性は、表現型のバンコマイシン耐性に必要な重要な触媒機能です。ここでは、X線構造/関数の予測に基づいて以前に作成した3つの大腸菌DDLBアクティブサイト変異体が興味深い新しいリガーゼ活性を獲得したことを報告します。Y216、S150、およびE15は、オメガループを閉じて活性部位を閉じ、基質D-Ala1を向けるためにオメガループを口にする水素結合トライアドを形成します。変異体Y216FおよびS150Aは、VANAのpH挙動を模倣するジペプチド/デプシペプチド分配比を使用して、デプシペプチド(D-Ala-D-Lac、D-Ala-d-ヒドロキシブチレート)リガーゼ活性を獲得しました。E15Qは無視できるデプシペプチドシンテターゼ活性を持っていますが、現在では、D-ALAとの結露のための求核パートナーではなく、d-LACとしてD-LACを特別に活性化して、エステル生成物ではなくアミドであるレジオイソマーD-LAC-D-ALAを作ります。これらの結果は、リガーゼのアクティブサイトアーキテクチャとd-ALA vs D-LACの認識のためのサブサイトに関する洞察を提供し、Y216F置換を予測すると、内抵抗性耐性を持つグランポジティブバクテリアからのD-ALA-D-LACシンテターゼ活性を与えます。バンコマイシンへ。

Escherichia coli D-Ala-D-Ala ligase (Ddl) and the vancomycin resistance-conferring protein VanA are homologues, but VanA has gained the ability to activate D-lactate (D-Lac) and make the depsipeptide D-Ala-D-Lac as well as D-Ala-D-Ala. This depsipeptide ligase activity of VanA is its crucial catalytic function necessary for phenotypic vancomycin resistance. We report here that three E. coli DdlB active-site mutants that we made previously based on X-ray structure/function predictions have gained interesting new ligase activities. Y216, S150, and E15 form a hydrogen-bonding triad that orients an omega-loop to close over the active site and also to orient substrate D-Ala1. Mutants Y216F and S150A have gained depsipeptide (D-Ala-D-Lac, D-Ala-D-hydroxybutyrate) ligase activity with dipeptide/depsipeptide partition ratios that mimic the pH behavior of VanA. E15Q has negligible depsipeptide synthetase activity but now uniquely activates D-Lac as the electrophilic rather than the nucleophilic partner for condensation with D-Ala to make a regioisomeric D-Lac-D-Ala, an amide rather than an ester product. These results provide insights into the active-site architecture of the ligases and the subsites for recognition of D-Ala VS D-Lac and predict the Y216F substitution will impart D-Ala-D-Lac synthetase activity to Ddls from Grampositive bacteria with intrinsic resistance to vancomycin.

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