Time-resolved β-lactam cleavage by L1 metallo-β-lactamase.
Time-resolved β-lactam cleavage by L1 metallo-β-lactamase.
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DOI：
10.1038/s41467-022-35029-3
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发表时间：
2022-11-30
影响因子：
16.6
通讯作者：
Joachimiak A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wilamowski M;Sherrell DA;Kim Y;Lavens A;Henning RW;Lazarski K;Shigemoto A;Endres M;Maltseva N;Babnigg G;Burdette SC;Srajer V;Joachimiak A
连续X射线晶体学可以揭示结合事件，以及在酶促反应期间发生的后续化学转化。本文研究了嗜麦芽窄食单胞菌L1金属β-内酰胺酶（MBL）结合的氧内酰胺类抗生素的结构、结合和裂解。使用时间分辨的连续同步辐射晶体学，我们显示了β-内酰胺水解的时间过程，并在2.20 μ m分辨率下确定了10个快照（20，40，60，80，100，150，300，500，2000和4000 ms）。该反应是通过激光脉冲从UV不稳定的光笼中释放Zn 2+离子来引发的。两个金属离子结合到活性位点，随后结合氧杂内酰胺，并且在光解后观察到完整的β-内酰胺环100 ms。在150 ms处检测到β-内酰胺的裂解，配体被显著置换。反应产物调整其构象，在2000 ms达到稳定状态，对应于酶的松弛状态。只有很小的变化，观察到的Zn 2+离子和活性位点残基的位置。这里捕获的机制细节可以推广到其他MBL。金属-β-内酰胺酶切割许多广泛使用的抗生素的β-内酰胺部分。在这里，作者捕获的酶催化反应的机理细节，使用时间分辨x射线同步加速器系列晶体学。
Serial x-ray crystallography can uncover binding events, and subsequent chemical conversions occurring during enzymatic reaction. Here, we reveal the structure, binding and cleavage of moxalactam antibiotic bound to L1 metallo-β-lactamase (MBL) from Stenotrophomonas maltophilia. Using time-resolved serial synchrotron crystallography, we show the time course of β-lactam hydrolysis and determine ten snapshots (20, 40, 60, 80, 100, 150, 300, 500, 2000 and 4000 ms) at 2.20 Å resolution. The reaction is initiated by laser pulse releasing Zn2+ ions from a UV-labile photocage. Two metal ions bind to the active site, followed by binding of moxalactam and the intact β-lactam ring is observed for 100 ms after photolysis. Cleavage of β-lactam is detected at 150 ms and the ligand is significantly displaced. The reaction product adjusts its conformation reaching steady state at 2000 ms corresponding to the relaxed state of the enzyme. Only small changes are observed in the positions of Zn2+ ions and the active site residues. Mechanistic details captured here can be generalized to other MBLs. Metallo-β-lactamases cleave β-lactam moiety of many broadly used antibiotics. Here the authors captured mechanistic details of the enzyme catalyzed reaction using time-resolved xray synchrotron serial crystallography.
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DOI：
10.1063/1.4972069
发表时间：
2017-07
期刊：
Structural dynamics (Melville, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Kupitz C;Olmos JL Jr;Holl M;Tremblay L;Pande K;Pandey S;Oberthür D;Hunter M;Liang M;Aquila A;Tenboer J;Calvey G;Katz A;Chen Y;Wiedorn MO;Knoska J;Meents A;Majriani V;Norwood T;Poudyal I;Grant T;Miller MD;Xu W;Tolstikova A;Morgan A;Metz M;Martin-Garcia JM;Zook JD;Roy-Chowdhury S;Coe J;Nagaratnam N;Meza D;Fromme R;Basu S;Frank M;White T;Barty A;Bajt S;Yefanov O;Chapman HN;Zatsepin N;Nelson G;Weierstall U;Spence J;Schwander P;Pollack L;Fromme P;Ourmazd A;Phillips GN Jr;Schmidt M
通讯作者：
Schmidt M
影响因子：
4.2
作者：
Khan AU;Maryam L;Zarrilli R
通讯作者：
Zarrilli R
NDM-1的Apo-和单位净形式的结构 - 高度有效的碳青霉烯酸化金属元素-β-内酰胺酶。
影响因子：
3.7
作者：
Kim Y;Tesar C;Mire J;Jedrzejczak R;Binkowski A;Babnigg G;Sacchettini J;Joachimiak A
通讯作者：
Joachimiak A
影响因子：
15
作者：
Basa, Prem N.;Barr, Chelsea A.;Burdette, Shawn C.
通讯作者：
Burdette, Shawn C.
DOI：
10.3390/antibiotics11030396
发表时间：
2022-03-16
期刊：
Antibiotics (Basel, Switzerland)
影响因子：
--
作者：
Lucic A;Malla TR;Calvopiña K;Tooke CL;Brem J;McDonough MA;Spencer J;Schofield CJ
通讯作者：
Schofield CJ