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Structure paper

タイトルStructural basis of broad-spectrum β-lactam resistance in Staphylococcus aureus.
ジャーナル・号・ページNature, Vol. 613, Issue 7943, Page 375-382, Year 2023
掲載日2023年1月4日
著者J Andrew N Alexander / Liam J Worrall / Jinhong Hu / Marija Vuckovic / Nidhi Satishkumar / Raymond Poon / Solmaz Sobhanifar / Federico I Rosell / Joshua Jenkins / Daniel Chiang / Wesley A Mosimann / Henry F Chambers / Mark Paetzel / Som S Chatterjee / Natalie C J Strynadka /
PubMed 要旨Broad-spectrum β-lactam antibiotic resistance in Staphylococcus aureus is a global healthcare burden. In clinical strains, resistance is largely controlled by BlaR1, a receptor that senses β- ...Broad-spectrum β-lactam antibiotic resistance in Staphylococcus aureus is a global healthcare burden. In clinical strains, resistance is largely controlled by BlaR1, a receptor that senses β-lactams through the acylation of its sensor domain, inducing transmembrane signalling and activation of the cytoplasmic-facing metalloprotease domain. The metalloprotease domain has a role in BlaI derepression, inducing blaZ (β-lactamase PC1) and mecA (β-lactam-resistant cell-wall transpeptidase PBP2a) expression. Here, overcoming hurdles in isolation, we show that BlaR1 cleaves BlaI directly, as necessary for inactivation, with no requirement for additional components as suggested previously. Cryo-electron microscopy structures of BlaR1-the wild type and an autocleavage-deficient F284A mutant, with or without β-lactam-reveal a domain-swapped dimer that we suggest is critical to the stabilization of the signalling loops within. BlaR1 undergoes spontaneous autocleavage in cis between Ser283 and Phe284 and we describe the catalytic mechanism and specificity underlying the self and BlaI cleavage. The structures suggest that allosteric signalling emanates from β-lactam-induced exclusion of the prominent extracellular loop bound competitively in the sensor-domain active site, driving subsequent dynamic motions, including a shift in the sensor towards the membrane and accompanying changes in the zinc metalloprotease domain. We propose that this enhances the expulsion of autocleaved products from the active site, shifting the equilibrium to a state that is permissive of efficient BlaI cleavage. Collectively, this study provides a structure of a two-component signalling receptor that mediates action-in this case, antibiotic resistance-through the direct cleavage of a repressor.
リンクNature / PubMed:36599987 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度3.8 - 4.9 Å
構造データ

28658

8exp

EMDB-28658, PDB-8exp:
Cryo-EM structure of S. aureus BlaR1 with C2 symmetry
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.2 Å

28659

8exq

EMDB-28659, PDB-8exq:
Cryo-EM structure of S. aureus BlaR1 with C1 symmetry
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.9 Å

28660

8exr

EMDB-28660, PDB-8exr:
Cryo-EM structure of S. aureus BlaR1 TM and zinc metalloprotease domain
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.8 Å

28661

8exs

EMDB-28661, PDB-8exs:
Cryo-EM structure of S. aureus BlaR1 F284A mutant
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.3 Å

28662

8ext

EMDB-28662, PDB-8ext:
Cryo-EM structure of S. aureus BlaR1 F284A mutant in complex with ampicillin
手法: EM (単粒子) / 解像度: 4.6 Å

化合物

ChemComp-ZN:
Unknown entry

ChemComp-P6L:
(2S)-3-{[{[(2S)-2,3-DIHYDROXYPROPYL]OXY}(HYDROXY)PHOSPHORYL]OXY}-2-[(6E)-HEXADEC-6-ENOYLOXY]PROPYL (8E)-OCTADEC-8-ENOATE / リン脂質*YM

ChemComp-PO4:
PHOSPHATE ION / ホスファ-ト

由来
  • staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
キーワードSIGNALING PROTEIN / Antibiotic resistance / beta-lactam antibiotics / MRSA / BlaR1 / MecR1 / cryo-EM / transmembrane signalling / SIGNALING PROTEIN/ANTIBIOTIC / SIGNALING PROTEIN-ANTIBIOTIC complex

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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