スクワラミンとアミノステロールのミミックは、PBP1bのペプチドグリカン糖転移酵素活性を阻害する

Squalamine and Aminosterol Mimics Inhibit the Peptidoglycan Glycosyltransferase Activity of PBP1b.

• Adrien Boes
• Jean Michel Brunel
• Adeline Derouaux
• Frédéric Kerff
• Ahmed Bouhss
• Thierry Touze
• Eefjan Breukink
• Mohammed Terrak

抄録

ペプチドグリカン（PG）は、細菌の細胞壁の必須ポリマーであり、主要な抗菌ターゲットです。その合成には、グリコシルトランスフェラーゼ（GTase）とトランスペプチダーゼ酵素が必要で、それぞれグリカン鎖の伸長とその架橋を触媒して細菌細胞の保護嚢を形成します。PBP1bなどのクラスAの二機能性ペニシリン結合タンパク質（PBP）のGTaseドメインは、GTase51ファミリーに属している。これらの酵素はPG合成に重要な役割を果たしており、モエノマイシンによる特異的な阻害は細菌の細胞死につながることが示されていた。本研究では、アミノステロールスクアラミンとその模倣化合物が、モデル酵素PBP1bのGTase活性を阻害するという予想外の作用モードを示すことを報告する。さらに、選択された化合物は、蛍光異方性アッセイにおいて、活性部位から脂質IIを特異的に置換することができ、それらが競合阻害剤として作用することが示唆された。

Peptidoglycan (PG) is an essential polymer of the bacterial cell wall and a major antibacterial target. Its synthesis requires glycosyltransferase (GTase) and transpeptidase enzymes that, respectively, catalyze glycan chain elongation and their cross-linking to form the protective sacculus of the bacterial cell. The GTase domain of bifunctional penicillin-binding proteins (PBPs) of class A, such as PBP1b, belong to the GTase 51 family. These enzymes play an essential role in PG synthesis, and their specific inhibition by moenomycin was shown to lead to bacterial cell death. In this work, we report that the aminosterol squalamine and mimic compounds present an unexpected mode of action consisting in the inhibition of the GTase activity of the model enzyme PBP1b. In addition, selected compounds were able to specifically displace the lipid II from the active site in a fluorescence anisotropy assay, suggesting that they act as competitive inhibitors.