S. aureus ペプチドグリカン加水分解酵素リソスタフィンとLytMの基質特異性の再評価

核心概念

リソスタフィンとLytMは、S. aureusペプチドグリカンの架橋部位であるD-Ala-Gly結合を優先的に加水分解する。LytMはさらにD-Ala-Gly結合も切断できる。

摘要

本研究では、NMR分光法を用いて、リソスタフィンとLytMの基質特異性と切断部位を実時間動態学的に解析した。

主な知見は以下の通り:

1. リソスタフィンは、ペプチドグリカンの架橋部位であるD-Ala-Gly結合を優先的に加水分解する。一方、非架橋のペプチドグリカンモノマーでは、Gly2-Gly3結合を切断する。

2. LytMは、従来の認識通りグリシン-グリシン結合を加水分解するだけでなく、D-Ala-Gly結合も切断できる。これは新しい発見である。

3. LytMはD-Ala-Gly結合の切断に関して柔軟性があり、セリン置換体のペプチドグリカンも比較的良好に加水分解できる。一方、リソスタフィンはセリン置換体に対する活性が大幅に低下する。

4. 構造モデリングから、リソスタフィンはD-Ala-Gly結合の切断が立体障害により阻害されるが、LytMはより広い活性部位を持つため、D-Ala-Gly結合の切断が可能であることが示された。

以上より、リソスタフィンとLytMは、ペプチドグリカンの架橋構造を認識し、効率的に加水分解することが明らかになった。LytMの新規な基質特異性は、これまでの認識を改める重要な発見である。

统计

リソスタフィンはペンタグリシン基質を15倍速く加水分解する。
リソスタフィンはD-Ala-Gly架橋部位の加水分解速度が、非架橋部位の10倍速い。
LytMはD-Ala-Gly結合とグリシン-グリシン結合の両方を切断できる。

引用

"LSS prefers cutting between Gly1 and Gly2, whenever Gly1 is cross-linked to D-Ala of neighboring stem, whereas it hydrolyses the amide bond between Gly2 and Gly3 in non-cross-linked (devoid of D-Ala-Gly bond) PG fragments."
"LytM was originally categorised as a glycyl–glycine endopeptidase based on lytic experiments performed using purified cell walls, which showed that it is active against S. aureus and S. carnosus but not against Micrococcus luteus. Here we have identified that bond to be D-Ala-Gly in addition to the known specificity towards glycyl–glycine bonds."

从中提取的关键见解

Reassessing the substrate specificities of the major Staphylococcus aureus peptidoglycan hydrolases lysostaphin and LytM

by Ante... 在 www.biorxiv.org 10-13-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.10.13.562287v2

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