18 Aralık 2017,Pazartesi
Anasayfa » Bilgiler » 19F-NMR, Mo'nin Rolünü ortaya çıkarır … β-laktamaz antibiyotiklerine direncin en önemli mekanizmalarından biri olan β-laktamazlar tarafından katalizlenen hidroliz. [1] Her ne kadar β-laktamazlar, Bir nükleofilik serin (sınıf A, C ve D), β-laktamlara dirençli olarak iyi bilinen roller taşımaktadır; B sınıfı Zn II'ye bağımlı metallo-β-laktamazlar (MBL'ler) daha yakın zamanda ortaya çıkmıştır Önemli bir klinik problemdir (Şekil ). A sınıfı β-laktamazların (örn klavulanik asit) klinik olarak yararlı önleyicileri yaygın olarak kullanılmaktadır ve avibactam'ın yakın zamanda geniş spektrumlu bir serin β-laktamaz inhibitörü olduğu bildirilmiştir; Bununla birlikte, MBL'ler için böyle bir inhibitör mevcut değildir.4 A) Metalo-β-laktamazlar (MBL'ler) için anahat mekanizması. B'de "açık" (PDB ID: 2FHX) 8a ve C "kapalı" (PDB ID: 4BP0) 8b konformasyonları … ] São Paulo MBL-1 (SPM-1) ilk olarak β-laktam dirençli Pseudomonas aeruginosa 5 ve SPM-1 üreten P'de tanımlandı. Aeruginosa Brezilya hastanelerinde endemiktir.6 Avrupa, Asya ve Kuzey Amerika'da SPM-1 aracılı dirençle ilgili yakın tarihli raporlar, küresel yayılımını ortaya koymaktadır.7 SPM-1, inhibisyon perspektifinden dolayı belirli bir zorluktur; Substrat özgüllüğü (penisilin, sefalosporin ve karbapenem hidrolizi katalizörü) hem B1 hem de B2 alt aileye ait MBL'lere karakteristik özelliklere sahiptir (Şekil 1, Destekleyici Bilgi). 8 SPM-1, di-Zn II iyon gereksinimi ve (mevcut kanıtlara dayalı olarak) kinetiğine göre 9 SPM-1 olağandışı ikinci küre kalıntılarına 10 sahiptir ve mobil aktif bölge bölgelerine göre B1 MBL'ler arasında benzersizdir; SPM-1, B2 MBL'lerin karakteristik özelliklerini oluşturan genişletilmiş bir "α3 bölgesi" (kalıntılar 223-241, BBL numaralandırma) ve nispeten kısa bir L3 döngüsüne (kalıntılar 61-66, BBL numaralandırma) sahiptir.8a SPM-1'in yapıları yoktur Substratlar / önleyiciler ile kompleksleşmiş halde, α3 bölgesinin aktif bölgeye göre open8a ve closed8b konformasyonlar benimsediği yapılar bildirilmiştir (Şekil B, C). İçerdiği Duyarlılık, rezonans eksikliği ve NMR cihazlarındaki ilerlemeler ve prob tasarımı, protein gözlemleme 19 F-NMR (PrOF NMR) konformasyonel değişiklikler ve protein-ligand etkileşimleri incelenirken artan bir yarar sağlar. , Verimli bir şekilde flor etiketleri (Şekil S2A) .8b, 12 tanıtmak için 3-bromo-1,1,1-trifloroaseton (BTFA) tarafından sistein alkilasyon kullanarak MBL dinamikleri incelemek için PrOF NMR kullanımı hakkında rapor Burada, biz PrOF NMR çalışmaları Göreceli imp hakkında bilgi veren SPM-1 Farklı sınıflarda MBL substratlarının / inhibitörlerinin bağlanmasında L3 döngüsü ve α3 bölgesinin ortansı. Önemlisi, MBL katalizörünün hidrolize β-amino asit ürünlerinin, L3 döngüsünü içeren bir süreçte SPM-1'e bağlanabileceğini ortaya koymaktadır. L3 döngüsünde (Y58) ve α3 bölgesindeki (F151) rezidüler 19 F ile değiştirme ve etiketleme için seçilmiştir (Şekil S2B). İlk çalışmada biz Y152; 8b'yi etiketledik, ancak daha ileri çalışmalar için F151'i seçtik, çünkü SPM-1 kristal yapılarının analizi8 F151 yan zincirinin hareketli olduğunu ve Tyr152'ninkinden daha aktif alan çinko iyonlarına yakın projeleri ima ettiğini gösterir (Şekil S3 ). BTFA (sırasıyla Y58C * ve F151C *) kullanılarak Y58C ve F151C SPM-1 varyantlarının selektif etiketlenmesi intakt protein ve tripsin-digest kütle spektrometrisi ile doğrulanmıştır (Şekil S4-11). Dikkat çekici olarak, SPM-1'deki doğal olarak var olan sistein (Cys221), BTF ile reaksiyon göstermedi, muhtemelen Cys221'in karbamidometilasyonu ile kanıtlandığı üzere Zn II'yi kenetlediği için Y58C * ve F151C * 'nin MS analizlerinde Cys58 ve Cys151 değil (Şekiller S8-11). Yabani tip (wt) SPM-1, Y58C * ve F151C * 'nin dairesel dikroizm spektrumları13 benzerdi (Şekil S12), dolayısıyla Y58C'nin kristalografik analizleri ile desteklenen benzer toplam kıvrımları ima eder (Şekil S13,14 ve Tablo S1). Kinetik analizler14 (Şekil S15), CH 3 COCF 3 etiketinin eklenmesinin substrat afinitesini büyük ölçüde değiştirmediğini, yani benzer wt SPM-1 ve her ikisi de etiketli varyant ile meropen için M değerleri elde edildi. k 'nin 2.5 kat azalması, Her iki SPM-1 * varyantı ile meropenem için kedi muhtemelen enzim-ara komplekslerinde modifiye edilmiş kalıntıyı içeren etkileşimleri yansıtmaktadır. Kombine biyofiziksel ve kinetik çalışmalar, Y58C * ve F151C * 'nin özelliklerinin, PrOF NMR çalışmalarını haklı çıkarmak için ağırlıkça SPM-1'e yeterince benzediğini ortaya koymuştur. BTFA'nın protein alkilasyonuyla ilgili önceki çalışmalarla birlikte bu sonuçlar, BTFA'nın, translasyon sonrası sistein alkilasyonu yoluyla 19 F etiketlerinin etkili bir şekilde verilmesi için kullanışlı olduğunu ortaya koymaktadır. 19 F-NMR spektrumları, -83.15 ppm'de (Y58C *) ve -84.75 ppm'de (F151C *; Şekil S16) ana protein gözlem tepeleri ortaya çıkardı ve böylece varyantların işaretlenmiş halkaları / bölgeleri ağırlıklı olarak tek bir konformasyonda mevcut olduğunu gösterdi Veya daha muhtemel olarak, etiketli kalıntıların NMR kaydırma zaman ölçeğine göre hızla ilerlediğini görürsünüz. F151C * varyantı, muhtemelen konformasyonel hareketi yansıtan -84.75 ppm'de daha keskin zirvelerin her iki tarafında da geniş sinyaller verdi; Bununla birlikte, değişken sıcaklık çalışmalarında (277 K – 310 K) sinyalin çizgi genişliğinde ve yoğunluğunda değişiklikler gözlemedik. Kristalografik kanıtlarla uyumlu olarak, solvent izotop değişim çalışmaları (Şekil S17) maruz kalan α3 bölgesinde bulunan F151C * 'nin, daha az maruz kalan L3 döngüsünde bulunan Y58C *' ye daha kolay çözülebilir olduğunu ortaya koymuştur. Daha sonra temsili MBL ligandlarının Y58C * ve F151C * SPM-1'e bağlanmasını araştırmak için PrOF NMR (Şekil S18) kullandık (Tablo S2, K için Tablo S3'e bakınız) D değerleri). Başlangıçta, ligand bağlanmasını araştırmak için SPM-1 * varyantlarının kullanımını doğrulamak için rapor edilen MBL inhibitörlerini test ettik. Çinko kenetleme maddesi 1,10- o -fenantrolin ile hem Y58C * (Şekil A) hem de F151C * (Şekil 19459005) B) için yeni NMR tepeleri gözlemlendi. Bu zirveler, çözeltide 1,10- ile tahmin edilen Zn II ekstraksiyonuyla tutarlı olan apo -SPM-1 * spektrumunda gözlemlenenlerle aynıdır. -fenantrolin; 1,10- o -fenantrolinin kendisinin apo [Madde -Y58C * (Şekil 19459005) A ve Şekiller S19,20'ye bağlandığı gözlemlenmemiştir. Bu sonuçlar, metalo-enzim inhibisyon çalışmaları yoluyla her zaman kolayca erişilemeyen çözelti ve / veya protein içindeki metal şelasyon / bağlanmanın tespit edilmesinde PrOF NMR'nin faydasını ortaya koymaktadır. Rodanin ML302 ve tioenol ML302F ile, sırasıyla, Y58C * ve-F151C * için -83.75 ppm ve -84.40 ppm'de 16 yeni zirve gözlendi (Şekil S21). Bu gözlemler, kuluçka koşulları altında tioenol ML302F'yi vermek üzere ML302'nin hidrolizi ile tutarlıdır.17 -1 MBH'leri inhibe eden, ancak SPM-1'i (IC505) inhibe eden -Captopril,> 500 μ m 18 ve alt sınıf B2 MBL'leri 19, önemli değil SPM-1 * varyantlarının herhangi biri için 19 F spektrumundaki değişiklikler (Şekil S22). SPM-1 * 'e bağlanan inhibitörün PrOF NMR monitörizasyonu. 19 1,10- -fenantrolinin A) Y58C * SPM-1 ve B) F151C * SPM-1 ile etkileşimlerinin F-NMR spektrumları. 19 … 'nin F-NMR spektrumu. İzokinoller, geniş spektrumlu MBL inhibitörleri, 13,14, ancak bağlayıcılarıdır Modu bilinmiyor. İzokinolin ( 1 ) 13, 14'ün Y58C * ile titre edildiğinde, ara değişimde bir sistemin tipik olan önemli çizgi genişlemesi gözlemlendi. ML302F17'nin Y58C * ve 1'i içeren bir numuneye eklenmesi, ML302F'ye bağlı kompleksin zirve karakteristik özelliğinin ortaya çıkmasına ve Y58C * zirvesine göre 1.1 ppm ile deshield edilen yeni bir zirvesinin ortaya çıkmasına yol açtı (Şekil C). F151C * ile, 1 genişleme ve kimyasal kayma değişiklikleri indükledi (Şekil D). Böylece, 1 'nın bağlanması hem α3 hem de L3 bölgelerini etkiler (Şekil S22-24). Bununla birlikte, ilginç bir şekilde sonuçlar, 1'in aktif saha çinko iyonlarına bağlandığı bilinen ML302F'nin varlığında SPM-1'e bağlandığını ima etmektedir.17 Bu gözlem ile birlikte ]Çizginin genişlemesi ile (Şekil 19459005) gösterildiği gibi apo -Y58C * 'ya bağlanır; sonuçlar, SPM-1'e benzeri görülmemiş şekilde bağlanıp eklenmediğini ima eder Sonra, sınıf A, C'yi ve bazı Dp-laktamazları inhibe eden avibactam ile örneklenen zayıf SPM-1 inhibitörlerinin bağlanmasını izlemek için PrOF NMR'nin yararını test ettik, 3b, 4c'ye sahip ancak çoğu MBL için afinitesi düşüktür.4b Avibactam ve Y58C * ile açık bir kimyasal kayma değişikliği gözlemlendi, bu nedenle avibactam bağlanmasının L3 bölgesinde ancak α3 bölgesindeki değişiklikleri indüklediğini gösterdi (Şekil S25, 26). Y58C * ile muhtemelen orijinal protein zirvesine geri dönüş, muhtemelen SPM-1.4b ile katalize edilen avıbactamın yavaş hidrolizinin bir sonucu olarak gözlendi Reaksiyona giren solüsyona yeni avibactam ilavesi, tepeyi orijinal olarak avibactam'dan doğana doğru kaydırdı Sonra, β-laktam substratlarının [a carbapenem (meropenem), a penicillin (piperacillin), and mechanism‐based inhibitors of class A β‐lactamases (tazobactam and clavulanic acid)] SPM-1 * varyantlarına eklenmesini araştırdık. Onların SPM-1 * 'e ilavesi, Y58C * için çizgi genişletme ve kimyasal değişim değişikliklerine neden olurken, F151C * (Şekil) için 825 meropenem muamelesi (400 μ m ) (saptama limitleri dahilinde değil) * Y58C * 40 μ m ), 0,2 ppm 19 F kaydırmasına (-83.15 ppm'den -82.95 ppm'ye) yol açtı ve böylece hızlı değişim (Şekil 19459005) A, E gösterildi. Zaman-kurs analizi 12 saat boyunca kararlı olan spektrumları ortaya çıkarmıştır (Şekil 19459005). Bu durumda yeni zirveye muhtemelen bir enzim ürünü kompleksini yansıttığını düşündürmektedir (Şekil S27-31). Piperacillin (400 μ m ) ile 0.4 ppm'lik bir kayma da gözlenmiştir (Şekil B, F). Bununla birlikte, meropenem'in aksine, zaman-gidiş analizi, ilave çizgi genişlemesi ve -82.75 ppm'den -82.57 ppm'e (Şekil D ve Şekil S32) ürün karmaşık zirvesine göre 0.18 ppm'lik bir başka kimyasal kayma ortaya koymuştur; bu nedenle, Yeni bir SPM-1 bağlanma türünün üretilmesi. PrOF NMR ile analiz edildiği gibi (hidrolize edilmiş) β-laktamların SPM-1 * varyantlarıyla olan etkileşimleri. A) meropenem ve B) piperasilinin Y58C * SPM-1 ile titrasyonu, L3 bölgesi ile etkileşimleri ortaya koymaktadır. Önceki çalışma, piperacillin hidroliz ürününün penisilin-bağlayıcı proteinlere, "epimerize" protein ile bağlanabileceğini ortaya koydu. Başlangıçta oluşan (5 (19459020)] – penisiloik asite (PA) tercih edilene göre ürün bağlanmasıdır. Böylece, 1 'yı kullandık.' H NMR'den Piperasilinin zaman bağımlı SPM-1 ile katalize edilen hidrolizini değerlendirir (Şekil S33). Sonuçlar SPM-1'in piperasilin hidrolizini katalize ederek muhtemelen bir enzim haricinde (5 – ) – PA verecek şekilde nispeten yavaş epimerize olan (5 ) – PA'yi vermesi için katalizlendiğini ortaya koymaktadır Katalizli yol. (5 (19459019) S ) -PA ve SPM-1'e bağlanmayı araştırmak için, Bacillus cereus [BcIIMBL14PADahasonrasaflaştırılmıştırSonuçtakiY58C*karışımınailaveedilenpiperasilinzamanperiyodunda12saatsonragözlemlendiğigibi-8257ppm'debirzirveyeyolaçan(PA52C*'ye)(Şekil) 1 H ve su LOGSY analizleri, her ikisinin de (5 (19459020) PA ve (5A) SPM-1'e bağlanmasını ortaya çıkarmıştır (Şekil S34). 19 Hidrolize piperacillin ile etkileşen Y58C * SPM-1'in F-NMR spektrumları. Piperasilin ve hidrolize ürünlerin yapıları [5(19459019)R) – PA ve 5 (19459020] – PA] yapıları gösterilmektedir. Deney karışımları: 40 μ m Y58C * SPM-1

19F-NMR, Mo'nin Rolünü ortaya çıkarır … β-laktamaz antibiyotiklerine direncin en önemli mekanizmalarından biri olan β-laktamazlar tarafından katalizlenen hidroliz. [1] Her ne kadar β-laktamazlar, Bir nükleofilik serin (sınıf A, C ve D), β-laktamlara dirençli olarak iyi bilinen roller taşımaktadır; B sınıfı Zn II'ye bağımlı metallo-β-laktamazlar (MBL'ler) daha yakın zamanda ortaya çıkmıştır Önemli bir klinik problemdir (Şekil ). A sınıfı β-laktamazların (örn klavulanik asit) klinik olarak yararlı önleyicileri yaygın olarak kullanılmaktadır ve avibactam'ın yakın zamanda geniş spektrumlu bir serin β-laktamaz inhibitörü olduğu bildirilmiştir; Bununla birlikte, MBL'ler için böyle bir inhibitör mevcut değildir.4 A) Metalo-β-laktamazlar (MBL'ler) için anahat mekanizması. B'de "açık" (PDB ID: 2FHX) 8a ve C "kapalı" (PDB ID: 4BP0) 8b konformasyonları … ] São Paulo MBL-1 (SPM-1) ilk olarak β-laktam dirençli Pseudomonas aeruginosa 5 ve SPM-1 üreten P'de tanımlandı. Aeruginosa Brezilya hastanelerinde endemiktir.6 Avrupa, Asya ve Kuzey Amerika'da SPM-1 aracılı dirençle ilgili yakın tarihli raporlar, küresel yayılımını ortaya koymaktadır.7 SPM-1, inhibisyon perspektifinden dolayı belirli bir zorluktur; Substrat özgüllüğü (penisilin, sefalosporin ve karbapenem hidrolizi katalizörü) hem B1 hem de B2 alt aileye ait MBL'lere karakteristik özelliklere sahiptir (Şekil 1, Destekleyici Bilgi). 8 SPM-1, di-Zn II iyon gereksinimi ve (mevcut kanıtlara dayalı olarak) kinetiğine göre 9 SPM-1 olağandışı ikinci küre kalıntılarına 10 sahiptir ve mobil aktif bölge bölgelerine göre B1 MBL'ler arasında benzersizdir; SPM-1, B2 MBL'lerin karakteristik özelliklerini oluşturan genişletilmiş bir "α3 bölgesi" (kalıntılar 223-241, BBL numaralandırma) ve nispeten kısa bir L3 döngüsüne (kalıntılar 61-66, BBL numaralandırma) sahiptir.8a SPM-1'in yapıları yoktur Substratlar / önleyiciler ile kompleksleşmiş halde, α3 bölgesinin aktif bölgeye göre open8a ve closed8b konformasyonlar benimsediği yapılar bildirilmiştir (Şekil B, C). İçerdiği Duyarlılık, rezonans eksikliği ve NMR cihazlarındaki ilerlemeler ve prob tasarımı, protein gözlemleme 19 F-NMR (PrOF NMR) konformasyonel değişiklikler ve protein-ligand etkileşimleri incelenirken artan bir yarar sağlar. , Verimli bir şekilde flor etiketleri (Şekil S2A) .8b, 12 tanıtmak için 3-bromo-1,1,1-trifloroaseton (BTFA) tarafından sistein alkilasyon kullanarak MBL dinamikleri incelemek için PrOF NMR kullanımı hakkında rapor Burada, biz PrOF NMR çalışmaları Göreceli imp hakkında bilgi veren SPM-1 Farklı sınıflarda MBL substratlarının / inhibitörlerinin bağlanmasında L3 döngüsü ve α3 bölgesinin ortansı. Önemlisi, MBL katalizörünün hidrolize β-amino asit ürünlerinin, L3 döngüsünü içeren bir süreçte SPM-1'e bağlanabileceğini ortaya koymaktadır. L3 döngüsünde (Y58) ve α3 bölgesindeki (F151) rezidüler 19 F ile değiştirme ve etiketleme için seçilmiştir (Şekil S2B). İlk çalışmada biz Y152; 8b'yi etiketledik, ancak daha ileri çalışmalar için F151'i seçtik, çünkü SPM-1 kristal yapılarının analizi8 F151 yan zincirinin hareketli olduğunu ve Tyr152'ninkinden daha aktif alan çinko iyonlarına yakın projeleri ima ettiğini gösterir (Şekil S3 ). BTFA (sırasıyla Y58C * ve F151C *) kullanılarak Y58C ve F151C SPM-1 varyantlarının selektif etiketlenmesi intakt protein ve tripsin-digest kütle spektrometrisi ile doğrulanmıştır (Şekil S4-11). Dikkat çekici olarak, SPM-1'deki doğal olarak var olan sistein (Cys221), BTF ile reaksiyon göstermedi, muhtemelen Cys221'in karbamidometilasyonu ile kanıtlandığı üzere Zn II'yi kenetlediği için Y58C * ve F151C * 'nin MS analizlerinde Cys58 ve Cys151 değil (Şekiller S8-11). Yabani tip (wt) SPM-1, Y58C * ve F151C * 'nin dairesel dikroizm spektrumları13 benzerdi (Şekil S12), dolayısıyla Y58C'nin kristalografik analizleri ile desteklenen benzer toplam kıvrımları ima eder (Şekil S13,14 ve Tablo S1). Kinetik analizler14 (Şekil S15), CH 3 COCF 3 etiketinin eklenmesinin substrat afinitesini büyük ölçüde değiştirmediğini, yani benzer wt SPM-1 ve her ikisi de etiketli varyant ile meropen için M değerleri elde edildi. k 'nin 2.5 kat azalması, Her iki SPM-1 * varyantı ile meropenem için kedi muhtemelen enzim-ara komplekslerinde modifiye edilmiş kalıntıyı içeren etkileşimleri yansıtmaktadır. Kombine biyofiziksel ve kinetik çalışmalar, Y58C * ve F151C * 'nin özelliklerinin, PrOF NMR çalışmalarını haklı çıkarmak için ağırlıkça SPM-1'e yeterince benzediğini ortaya koymuştur. BTFA'nın protein alkilasyonuyla ilgili önceki çalışmalarla birlikte bu sonuçlar, BTFA'nın, translasyon sonrası sistein alkilasyonu yoluyla 19 F etiketlerinin etkili bir şekilde verilmesi için kullanışlı olduğunu ortaya koymaktadır. 19 F-NMR spektrumları, -83.15 ppm'de (Y58C *) ve -84.75 ppm'de (F151C *; Şekil S16) ana protein gözlem tepeleri ortaya çıkardı ve böylece varyantların işaretlenmiş halkaları / bölgeleri ağırlıklı olarak tek bir konformasyonda mevcut olduğunu gösterdi Veya daha muhtemel olarak, etiketli kalıntıların NMR kaydırma zaman ölçeğine göre hızla ilerlediğini görürsünüz. F151C * varyantı, muhtemelen konformasyonel hareketi yansıtan -84.75 ppm'de daha keskin zirvelerin her iki tarafında da geniş sinyaller verdi; Bununla birlikte, değişken sıcaklık çalışmalarında (277 K – 310 K) sinyalin çizgi genişliğinde ve yoğunluğunda değişiklikler gözlemedik. Kristalografik kanıtlarla uyumlu olarak, solvent izotop değişim çalışmaları (Şekil S17) maruz kalan α3 bölgesinde bulunan F151C * 'nin, daha az maruz kalan L3 döngüsünde bulunan Y58C *' ye daha kolay çözülebilir olduğunu ortaya koymuştur. Daha sonra temsili MBL ligandlarının Y58C * ve F151C * SPM-1'e bağlanmasını araştırmak için PrOF NMR (Şekil S18) kullandık (Tablo S2, K için Tablo S3'e bakınız) D değerleri). Başlangıçta, ligand bağlanmasını araştırmak için SPM-1 * varyantlarının kullanımını doğrulamak için rapor edilen MBL inhibitörlerini test ettik. Çinko kenetleme maddesi 1,10- o -fenantrolin ile hem Y58C * (Şekil A) hem de F151C * (Şekil 19459005) B) için yeni NMR tepeleri gözlemlendi. Bu zirveler, çözeltide 1,10- ile tahmin edilen Zn II ekstraksiyonuyla tutarlı olan apo -SPM-1 * spektrumunda gözlemlenenlerle aynıdır. -fenantrolin; 1,10- o -fenantrolinin kendisinin apo [Madde -Y58C * (Şekil 19459005) A ve Şekiller S19,20'ye bağlandığı gözlemlenmemiştir. Bu sonuçlar, metalo-enzim inhibisyon çalışmaları yoluyla her zaman kolayca erişilemeyen çözelti ve / veya protein içindeki metal şelasyon / bağlanmanın tespit edilmesinde PrOF NMR'nin faydasını ortaya koymaktadır. Rodanin ML302 ve tioenol ML302F ile, sırasıyla, Y58C * ve-F151C * için -83.75 ppm ve -84.40 ppm'de 16 yeni zirve gözlendi (Şekil S21). Bu gözlemler, kuluçka koşulları altında tioenol ML302F'yi vermek üzere ML302'nin hidrolizi ile tutarlıdır.17 -1 MBH'leri inhibe eden, ancak SPM-1'i (IC505) inhibe eden -Captopril,> 500 μ m 18 ve alt sınıf B2 MBL'leri 19, önemli değil SPM-1 * varyantlarının herhangi biri için 19 F spektrumundaki değişiklikler (Şekil S22). SPM-1 * 'e bağlanan inhibitörün PrOF NMR monitörizasyonu. 19 1,10- -fenantrolinin A) Y58C * SPM-1 ve B) F151C * SPM-1 ile etkileşimlerinin F-NMR spektrumları. 19 … 'nin F-NMR spektrumu. İzokinoller, geniş spektrumlu MBL inhibitörleri, 13,14, ancak bağlayıcılarıdır Modu bilinmiyor. İzokinolin ( 1 ) 13, 14'ün Y58C * ile titre edildiğinde, ara değişimde bir sistemin tipik olan önemli çizgi genişlemesi gözlemlendi. ML302F17'nin Y58C * ve 1'i içeren bir numuneye eklenmesi, ML302F'ye bağlı kompleksin zirve karakteristik özelliğinin ortaya çıkmasına ve Y58C * zirvesine göre 1.1 ppm ile deshield edilen yeni bir zirvesinin ortaya çıkmasına yol açtı (Şekil C). F151C * ile, 1 genişleme ve kimyasal kayma değişiklikleri indükledi (Şekil D). Böylece, 1 'nın bağlanması hem α3 hem de L3 bölgelerini etkiler (Şekil S22-24). Bununla birlikte, ilginç bir şekilde sonuçlar, 1'in aktif saha çinko iyonlarına bağlandığı bilinen ML302F'nin varlığında SPM-1'e bağlandığını ima etmektedir.17 Bu gözlem ile birlikte ]Çizginin genişlemesi ile (Şekil 19459005) gösterildiği gibi apo -Y58C * 'ya bağlanır; sonuçlar, SPM-1'e benzeri görülmemiş şekilde bağlanıp eklenmediğini ima eder Sonra, sınıf A, C'yi ve bazı Dp-laktamazları inhibe eden avibactam ile örneklenen zayıf SPM-1 inhibitörlerinin bağlanmasını izlemek için PrOF NMR'nin yararını test ettik, 3b, 4c'ye sahip ancak çoğu MBL için afinitesi düşüktür.4b Avibactam ve Y58C * ile açık bir kimyasal kayma değişikliği gözlemlendi, bu nedenle avibactam bağlanmasının L3 bölgesinde ancak α3 bölgesindeki değişiklikleri indüklediğini gösterdi (Şekil S25, 26). Y58C * ile muhtemelen orijinal protein zirvesine geri dönüş, muhtemelen SPM-1.4b ile katalize edilen avıbactamın yavaş hidrolizinin bir sonucu olarak gözlendi Reaksiyona giren solüsyona yeni avibactam ilavesi, tepeyi orijinal olarak avibactam'dan doğana doğru kaydırdı Sonra, β-laktam substratlarının [a carbapenem (meropenem), a penicillin (piperacillin), and mechanism‐based inhibitors of class A β‐lactamases (tazobactam and clavulanic acid)] SPM-1 * varyantlarına eklenmesini araştırdık. Onların SPM-1 * 'e ilavesi, Y58C * için çizgi genişletme ve kimyasal değişim değişikliklerine neden olurken, F151C * (Şekil) için 825 meropenem muamelesi (400 μ m ) (saptama limitleri dahilinde değil) * Y58C * 40 μ m ), 0,2 ppm 19 F kaydırmasına (-83.15 ppm'den -82.95 ppm'ye) yol açtı ve böylece hızlı değişim (Şekil 19459005) A, E gösterildi. Zaman-kurs analizi 12 saat boyunca kararlı olan spektrumları ortaya çıkarmıştır (Şekil 19459005). Bu durumda yeni zirveye muhtemelen bir enzim ürünü kompleksini yansıttığını düşündürmektedir (Şekil S27-31). Piperacillin (400 μ m ) ile 0.4 ppm'lik bir kayma da gözlenmiştir (Şekil B, F). Bununla birlikte, meropenem'in aksine, zaman-gidiş analizi, ilave çizgi genişlemesi ve -82.75 ppm'den -82.57 ppm'e (Şekil D ve Şekil S32) ürün karmaşık zirvesine göre 0.18 ppm'lik bir başka kimyasal kayma ortaya koymuştur; bu nedenle, Yeni bir SPM-1 bağlanma türünün üretilmesi. PrOF NMR ile analiz edildiği gibi (hidrolize edilmiş) β-laktamların SPM-1 * varyantlarıyla olan etkileşimleri. A) meropenem ve B) piperasilinin Y58C * SPM-1 ile titrasyonu, L3 bölgesi ile etkileşimleri ortaya koymaktadır. Önceki çalışma, piperacillin hidroliz ürününün penisilin-bağlayıcı proteinlere, "epimerize" protein ile bağlanabileceğini ortaya koydu. Başlangıçta oluşan (5 (19459020)] – penisiloik asite (PA) tercih edilene göre ürün bağlanmasıdır. Böylece, 1 'yı kullandık.' H NMR'den Piperasilinin zaman bağımlı SPM-1 ile katalize edilen hidrolizini değerlendirir (Şekil S33). Sonuçlar SPM-1'in piperasilin hidrolizini katalize ederek muhtemelen bir enzim haricinde (5 – ) – PA verecek şekilde nispeten yavaş epimerize olan (5 ) – PA'yi vermesi için katalizlendiğini ortaya koymaktadır Katalizli yol. (5 (19459019) S ) -PA ve SPM-1'e bağlanmayı araştırmak için, Bacillus cereus [BcIIMBL14PADahasonrasaflaştırılmıştırSonuçtakiY58C*karışımınailaveedilenpiperasilinzamanperiyodunda12saatsonragözlemlendiğigibi-8257ppm'debirzirveyeyolaçan(PA52C*'ye)(Şekil) 1 H ve su LOGSY analizleri, her ikisinin de (5 (19459020) PA ve (5A) SPM-1'e bağlanmasını ortaya çıkarmıştır (Şekil S34). 19 Hidrolize piperacillin ile etkileşen Y58C * SPM-1'in F-NMR spektrumları. Piperasilin ve hidrolize ürünlerin yapıları [5(19459019)R) – PA ve 5 (19459020] – PA] yapıları gösterilmektedir. Deney karışımları: 40 μ m Y58C * SPM-1

Daha sonra PrOF NMR'yi, SPM-1 substratları olan A sınıfı SBL inhibitörleri klavulanik asit ve tazobaktam ile SPM-1.89 Hat büyütme ve -83.15'den -83.02 ve -82.98 ppm'e geçiş, 19 F Y58C'de Sırasıyla tazobaktam ve klavulanik asit tayfları; 12 saat sonra başka hiçbir önemli değişiklik görülmedi. F151C * için böyle bir etki görülmedi (Şekil S35-39). Klavulanik asit ve tazobaktamın kompleks parçalanmaya uğradığı eğilimi21 (SBL'lerde gözlemlendiği gibi), bu kaymalara neden olan türlerin tanımlanmasını engelledi. Klavulanik asit durumunda, 1 H NMR çalışmaları (Şekil S40), sadece bir kısmı büyük olasılıkla SPM-1'e bağlanan birden fazla ürün oluşumunu belirtti.

Sonuçlar, Dinamik α3 ve L3 bölgelerinin ligand bağlanmasında SPM-1'in önemi. Aynı zamanda, PrOF NMR'nin, izokinolin ( 1 ) ile gözlemlendiği gibi daha önce tanımlanmamış bağlanma modlarını nasıl açığa çıkardığını göstermektedir. Zn II chelator 1,10- o -fenantrolin de dahil olmak üzere test edilen tüm inhibitörler, hem α3 hem de L3 bölgelerinde önemli değişiklikler meydana getirirler, bu nedenle de her ikisinin de önemini vurgularlar, Özellikle α3 bölgesi, inhibitör gelişiminde. Aksine, β-laktam alt tabakaları (piperasilin, meropenem, tazobaktam ve klavulanat), L3 bölgesindeki değişiklikleri meydana getiren hidrolize ürünler meydana getirir. Substrat bağlamanın hem α3 hem de L3 bölgelerini içerdiği olası olsa da, sonuncusu ürün bağlamada ve dolayısıyla ürün salınımında da daha önemlidir. Bu, SPM-1'in B2 MBL'lerinden ziyade B1'e mekanik olarak daha yakın olduğuna işaret eden öneriyle uyumludur, 8b SPM-1 a3-α4 bölgesinin silinmesinin β-laktam hidrolizi, 8a ve kristalografik etkenleri önemli ölçüde etkilemediğini gösteren işe dayanıyor Hidrolize meropenemin bağlanmasının L3 bölgesini içerdiğini ima eden B1 MBL NDM-1 üzerinde yapılan çalışmalar (Şekil S31). Penisilin substratlarıyla, hem (5 (19459019) R – PA ve (5 ' ) – PA ile eşlenerek dengelenen stereoizomer karışımlarının bağlanmasının incelenmesi için PrOF NMR'nin faydasını göstermektedir. Penisiloik asit ve hidrolize meropenemin SPM-1'e bağlanma olasılığı klinik açıdan anlamlıdır. Önceki çalışmalar, penisiloik asitlerin serin β-laktamazlar23 ve MBL'lerin rekabetçi inhibitörleri olduğunu göstermiştir.24 Klinik olarak kullanılan yüksek β-laktam konsantrasyonu göz önüne alındığında, penisiloik asitler tarafından inhibisyon düzeyleri bozulmamış β-laktamlara kıyasla çok daha düşük olmasına rağmen, PA'ler tarafından β-laktamaz inhibisyonunun önemi mümkündür. Sonuçlar, β-laktam hidrolizine duyarlı olmayan β-laktam inhibitörlerinin ve / veya β-laktamların veya β-laktam benzerlerinin tasarımı da dahil olmak üzere, SPM-1 ve diğer MBL'ler için yeni inhibitör iskeletlerinin tanımlanması için ilgi çekicidir. MBL'leri inhibe eden hidrolize ürünler verin. Whist 13 C / 15 N etiketi ligand bağlanmasının incelenmesi için genellikle güçlü, nispeten pahalı ve zaman alıcı. Aksine, sonuçlarımız, çözeltide protein-ligand etkileşimlerinin incelenmesi, metal şelasyonunun saptanması ve bağlanma kiplerinde ufak farklılıkların ortaya çıkması için PrOF NMR'nin faydasını açıkça göstermektedir.

Çıkar Çatışması

Yazarlar çıkar çatışması ilan etmezler.


Check Also

Boffins, en mükemmel ic için dünya rekoru kırdı …

                                                   Şu anda dünyanın herhangi bir yerindeki Pimms O 'Saati                                                    …

Bir Cevap Yazın