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Publicação
S. aureus Peptidoglycan recognition by SH3b domains
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Resumo(s)
Antimicrobial resistance is one of biggest health problems worldwide. Every year it is responsible for thousands of deaths and large hospital costs and the World Health Organization (WHO) expects this problem will increase in the future. One of the microorganisms responsible for this phenomenon is methicillin-resistant Staphylococcus aureus.
Endolysins have emerged as one of the most promising combat options against this multidrug resistant strains. Endolysins are enzymes encoded by bacteriophages that hydrolyze the cell wall of target bacteria, with minimal risk for resistance acquisition.
The purpose of this work is to characterize the recognition of S. aureus peptidoglycan by two distinct cell binding domains (CBD). These domains come from the endolysin Twort and MW2 S. aureus strain and despite not having sequence homology, both have a SH3b-type structure.
To this end, various Nuclear Magnetic Resonance (NMR) methods were used to characterize different peptidoglycan fragments and monitor their interaction with the 2 CBDs, from both the peptidoglycan and the binding domains point of view.
The results show that neither domain interacts with the sugar component and, for both, the D-iso-Glutamine residue of the tetrapeptide is important for binding. This suggests that there is only one binding site in CBDMW2 that interacts with a restricted region of the tetrapeptide, while CBDTwort has 2 opposite sites that interact with different peptidoglycan components. However, the inefficiency of peptidoglycan isotopic labeling proved to be a limiting factor in this analysis, and it is necessary to develop a new labeling protocol which allows a more complete characterization.
A resistência antimicrobiana é um dos maiores problemas de saúde a nível mundial. Todos os anos é responsável por milhares de mortes e custos hospitalares elevados e a Organização Mundial de Saúde (OMS) prevê que este problema aumente no futuro. Um dos microrganismos responsáveis por este fenómeno é o Staphylococcus aureus resistente à meticilina. As endolisinas surgiram como uma das opções de combate mais promissoras contra estas estirpes multirresistentes. As endolisinas são enzimas codificadas por bacteriófagos que hidrolisam a parede celular de bactérias alvo, com risco mínimo de aquisição de resistência. O objetivo deste trabalho é caraterizar o reconhecimento do peptidoglicano de S. aureus por dois domínios de ligação celular (CBD) distintos. Estes domínios provêm da endolisina Twort e da estirpe MW2 de S. aureus e, apesar de não terem homologia de sequência, ambos têm uma estrutura do tipo SH3b. Para tal, foram utilizados vários métodos de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), com o intuito de caracterizar diferentes fragmentos de peptidoglicano e monitorizar sua interação com os 2 CBDs, quer do ponto de vista do peptidoglicano quer do ponto de vista dos domínios de ligação. Os resultados mostram que nenhum dos domínios interage com o componente de açúcar e, para ambos, o resíduo D-iso-Gln do tetrapeptídeo é importante para a ligação. O que sugere que existem apenas um local de ligação no CBDMW2 que interage com uma região restrita do tetrapeptídeo, enquanto o CBDTwort tem 2 locais opostos que interagem com diferentes componentes do peptidoglicano. No entanto a ineficiência na marcação isotópica do PG mostrou-se um fator limitante nesta análise, sendo necessário desenvolver um novo protocolo de marcação que permita uma caracterização mais completa.
A resistência antimicrobiana é um dos maiores problemas de saúde a nível mundial. Todos os anos é responsável por milhares de mortes e custos hospitalares elevados e a Organização Mundial de Saúde (OMS) prevê que este problema aumente no futuro. Um dos microrganismos responsáveis por este fenómeno é o Staphylococcus aureus resistente à meticilina. As endolisinas surgiram como uma das opções de combate mais promissoras contra estas estirpes multirresistentes. As endolisinas são enzimas codificadas por bacteriófagos que hidrolisam a parede celular de bactérias alvo, com risco mínimo de aquisição de resistência. O objetivo deste trabalho é caraterizar o reconhecimento do peptidoglicano de S. aureus por dois domínios de ligação celular (CBD) distintos. Estes domínios provêm da endolisina Twort e da estirpe MW2 de S. aureus e, apesar de não terem homologia de sequência, ambos têm uma estrutura do tipo SH3b. Para tal, foram utilizados vários métodos de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), com o intuito de caracterizar diferentes fragmentos de peptidoglicano e monitorizar sua interação com os 2 CBDs, quer do ponto de vista do peptidoglicano quer do ponto de vista dos domínios de ligação. Os resultados mostram que nenhum dos domínios interage com o componente de açúcar e, para ambos, o resíduo D-iso-Gln do tetrapeptídeo é importante para a ligação. O que sugere que existem apenas um local de ligação no CBDMW2 que interage com uma região restrita do tetrapeptídeo, enquanto o CBDTwort tem 2 locais opostos que interagem com diferentes componentes do peptidoglicano. No entanto a ineficiência na marcação isotópica do PG mostrou-se um fator limitante nesta análise, sendo necessário desenvolver um novo protocolo de marcação que permita uma caracterização mais completa.
Descrição
Palavras-chave
MRSA Peptidoglycan Endolysins Cell binding domains SH3b