AMPCおよびAMPH、クラスCベータラクタマーゼに関連するタンパク質は、ペニシリンを結合し、大腸菌の正常な形態に寄与する

ペニシリンに結合する 2 つのタンパク質が、Kohara ゲノム ライブラリーのラムダ ファージ 141、142、650、および 651 に感染した大腸菌で観察されました。これらのファージは、既知のペニシリン結合タンパク質 (PBP) 遺伝子を含まない染色体 DNA 断片を保持しており、認識されていない遺伝子産物がペニシリン結合活性を示していることを示しています。これらのタンパク質をコードする遺伝子はサブクローニングされ、配列決定され、同定されました。遺伝子の 1 つは、染色体のクラス C ベータラクタマーゼをコードする ampC でした。2番目の遺伝子は大腸菌ゲノムマップの約8.5分に位置しており、これまで特徴づけられていなかったオープンリーディングフレームで、ここではampHと名付けられており、クラスCベータラクタマーゼに密接に関連するタンパク質をコードしている。予測される AmpH タンパク質は長さが AmpC と類似していますが、2 つのタンパク質の SXXK モチーフと YXN モチーフの間のアミノ酸配列には広範囲の変化があります。AmpH はペニシリン G、セフォキシチン、セファロスポリン C に強く結合しました。温度に敏感だった。定常期で一晩インキュベートした後、細胞から消失しました。AmpC および他のクラス C ベータ-ラクタマーゼと密接に関連していますが、AmpH は基質ニトロセフィンに対するベータ-ラクタマーゼ活性を示さなかった。PBP 1a および 5 を欠く大腸菌における ampC および/または ampH 遺伝子の変異により、特にアズトレオナムによって誘導された細胞フィラメントにおいて、形態学的に異常な細胞が生成されました。したがって、β-ラクタマーゼファミリーのこれら 2 つのメンバーは古典的な PBP と同様の特性を示し、それらの欠如は細胞形態に影響を与えます。これらの形質は、AmpC と AmpH がペプチドグリカンの合成、リモデリング、またはリサイクルの通常の過程で役割を果たしている可能性があることを示唆しています。

Two proteins that bind penicillin were observed in Escherichia coli infected with lambda phages 141, 142, 650, and 651 from the Kohara genomic library. These phages carry chromosomal DNA fragments that do not contain any known penicillin binding protein (PBP) genes, indicating that unrecognized gene products were exhibiting penicillin binding activity. The genes encoding these proteins were subcloned, sequenced, and identified. One gene was ampC, which encodes a chromosomal class C beta-lactamase. The second gene was located at about 8.5 min on the E. coli genomic map and is a previously uncharacterized open reading frame, here named ampH, that encodes a protein closely related to the class C beta-lactamases. The predicted AmpH protein is similar in length to AmpC, but there are extensive alterations in the amino acid sequence between the SXXK and YXN motifs of the two proteins. AmpH bound strongly to penicillin G, cefoxitin, and cephalosporin C; was temperature sensitive; and disappeared from cells after overnight incubation in stationary phase. Although closely related to AmpC and other class C beta-lactamases, AmpH showed no beta-lactamase activity toward the substrate nitrocefin. Mutation of the ampC and/or ampH genes in E. coli lacking PBPs 1a and 5 produced morphologically aberrant cells, particularly in cell filaments induced by aztreonam. Thus, these two members of the beta-lactamase family exhibit characteristics similar to those of the classical PBPs, and their absence affects cell morphology. These traits suggest that AmpC and AmpH may play roles in the normal course of peptidoglycan synthesis, remodeling, or recycling.