Determining the substrate specificity of two lysostaphin enzyme family members using NMR spectroscopy
Authors
Date
2020Access restrictions
The author has not given permission to make the work publicly available electronically. Therefore the material can be read only at the archival workstation at Jyväskylä University Library (https://kirjasto.jyu.fi/en/workspaces/facilities).
Yksi merkittävimmistä ihmisen patogeeneista on Staphylococcus aureus-bakteeri. Se aiheuttaa erityyppisiä vakavia infektioita kuten verenmyrkytystä ja sydämen sisäkalvon tulehdusta, sekä lievempiä ihotulehduksia ja ruokamyrkytystä. Tällä hetkellä S. aureus-infektioita hoidetaan beetalaktaami-antibiooteilla (esim. penisilliinillä), mutta antibioottiresistenttien bakteerikantojen kuten MRSA:n yleistymisen vuoksi, on S. aureus-infektioiden hoito erittäin hankalaa. Siksi tarve uudentyyppisille stafylokokki-infektioita hoitaville lääkeaineille onkin kova. Bakteerien soluseinämää pilkkovat entsyymit – peptidoglykaanihydrolaasit – ovat eräs lupaavimmista uudentyyppisistä antistafylokokkaalisista lääkeaineista. Kuten muillakin gram-positiivisilla bakteereilla, S. aureuksella on paksu bakteerisolua suojaava peptidoglykaani-seinämä. Peptidoglykaanihydrolaasit ovat entsyymejä, jotka pilkkovat tiettyjä kemiallisia sidoksia tässä soluseinämässä, aiheuttaen siten bakteerisolun tuhoutumisen. Peptidoglykaanihydrolaasien keskeisimmät hyödyt ovat niiden (1) spesifisyys, sillä entsyymit toimivat kohdennetusti pilkkoen juuri tiettyjä kemiallisia rakenteita bakteerin peptidoglykaani-soluseinämässä, (2) matala myrkyllisyys, (3) entsyymien suhteellisen helppo ja tehokas tuotto, (4) niiden kyky tuhota sekä aktiivisia että inaktiivisia bakteerisoluja ja toimia myös biofilmeissä, sekä lopuksi (5) entsyymien käyttö antibioottien kanssa yhdistelmähoitona. Tässä tutkielmassa tarkastellaan erilaisten synteettisten peptidoglykaanifragmenttien pilkkoutumista kahden peptidoglykaani hydrolaasin toimesta. Tutkittavat entsyymit kuuluvat lysostafiini-entsyymiperheeseen. Entsyymien tehokkuutta erilaisten peptidoglykaanifragmenttien katalyysissä tutkittiin käyttäen liuostilan 1D 1H ydinmagneettista resonanssispektroskopiaa (NMR), joka mahdollistaa hydrolyysireaktioiden reaaliaikaisen seurannan atomiresoluution tasolla. Reaktiotuotteiden rakenteet määritettiin 2D NMR -spektroskopialla. Kummallekin tutkittavista entsyymeistä löydettiin uusia substraatteja eli bakteerien peptidoglykaanirakenteita, joita ne pilkkovat kohdennetusti. Lisäksi peptidoglykaanin entsymaattisesta pilkkoutumisreaktiosta saatiin tarkempaa tietoa, joka mahdollistaa entsyymien modifikaation tulevaisuudessa, ja siten antistafylokokkaalisten lääkeaineiden kehityksen.
...
Keywords
Metadata
Show full item recordCollections
- Pro gradu -tutkielmat [29768]
License
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Reassessing the substrate specificities of the major Staphylococcus aureus peptidoglycan hydrolases lysostaphin and LytM
Antenucci, Lina; Virtanen, Salla; Thapa, Chandan; Jartti, Minne; Pitkänen, Ilona; Tossavainen, Helena; Permi, Perttu (eLife Sciences Publications, 2024)Orchestrated action of peptidoglycan (PG) synthetases and hydrolases is vital for bacterial growth and viability. Although the function of several PG synthetases and hydrolases is well understood, the function, regulation, ... -
Biophysical characterization and interaction study of Staphylococcus aureus LytM
Pitkänen, Ilona (2021)Yleistyvä antibioottiresistenssi on yksi tämän hetken suurimmista terveydenhuollon tulevaisuutta uhkaavista haasteista. Erityisen huolestuttava ilmiö on moniresistenttien bakteerikantojen, kuten metisilliinille resistentin ... -
Chemical shift assignments of the catalytic domain of Staphylococcus aureus LytM
Tossavainen, Helena; Pitkänen, Ilona; Antenucci, Lina; Thapa, Chandan; Permi, Perttu (Springer, 2023)S. aureus resistance to antibiotics has increased rapidly. MRSA strains can simultaneously be resistant to many different classes of antibiotics, including the so-called “last-resort” drugs. Resistance complicates treatment, ... -
Structural and Functional Insights into Lysostaphin-Substrate Interaction
Tossavainen, Helena; Raulinaitis, Vytas; Kauppinen, Linda; Pentikäinen, Ulla; Maaheimo, Hannu; Permi, Perttu (Frontiers Research Foundation, 2018)Lysostaphin from Staphylococcus simulans and its family enzymes rapidly acquire prominence as the next generation agents in treatment of S. aureus infections. The specificity of lysostaphin is promoted by its C-terminal ... -
Characterization of Acinetobacter baumannii bacteriophages and determination of phage resistance costs in bacterial hosts
Ylänne, Matti (2021)Antibioottien teho on heikennyt maailmanlaajuisesti ja resistenssisyys monia eri antibiootteja vastaan on yleistynyt lähes kaikissa eri bakteerilajeissa. Acinetobacter baumannii on noussut esiin merkittävimpänä monen ...