The catechol moiety of obafluorin is essential for antibacterial activity.
The catechol moiety of obafluorin is essential for antibacterial activity.
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DOI：
10.1039/d3cb00127j
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发表时间：
2023-11-01
影响因子：
4.1
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Obbiliorin是一种荧光假单胞菌抗菌天然产物，抑制苏氨酰-tRNA合成酶（ThrRS）。它作为一种广谱抗生素，可对抗一系列临床相关病原体，并包含一个用邻苯二酚和4-硝基-苄基部分修饰的应变β-内酯环。儿茶酚部分在自然界中广泛存在，其在三价铁的配位中的作用在铁载体和特洛伊木马抗生素中得到了很好的表征。在这里，我们使用的突变合成，生物测定，酶测定和金属结合研究的组合来描绘的儿茶酚部分的生物活性obbeverorin的作用。我们使用荧光假单胞菌生物合成突变体来产生具有修饰的儿茶酚部分的obbaurin类似物。我们证明，一个完整的儿茶酚是所需的抗菌活性和抑制的ThrRS分子靶标。虽然最近的工作表明，obbophorin邻苯二酚坐标Zn 2+的ThrRS活性位点，我们发现obbophorin是一个弱的Zn 2+结合剂在体外，与一个强大的，具体的1：1相互作用与Fe 3+。我们使用铁载体转运蛋白突变体的生物测定，以探测的作用objecorin儿茶酚在Fe 3+介导的摄取。令人惊讶的是，obbophorin不表现为特洛伊木马抗生素，而是在Fe 3+存在下表现出增加的抗菌活性。我们进一步证明了Fe 3+结合防止β-内酯环的水解分解，揭示了天然产物生物活性中儿茶酚部分迄今未报道的功能。与三价铁形成复合物可保护obbeverorin的β-内酯部分免于水解并增强抗生素活性。
Obafluorin is a Pseudomonas fluorescens antibacterial natural product that inhibits threonyl-tRNA synthetase (ThrRS). It acts as a broad-spectrum antibiotic against a range of clinically relevant pathogens and comprises a strained β-lactone ring decorated with catechol and 4-nitro-benzyl moieties. The catechol moiety is widespread in nature and its role in the coordination of ferric iron has been well-characterised in siderophores and Trojan horse antibiotics. Here we use a combination of mutasynthesis, bioassays, enzyme assays and metal binding studies to delineate the role of the catechol moiety in the bioactivity of obafluorin. We use P. fluorescens biosynthetic mutants to generate obafluorin analogues with modified catechol moieties. We demonstrate that an intact catechol is required for both antibacterial activity and inhibition of the ThrRS molecular target. Although recent work showed that the obafluorin catechol coordinates Zn2+ in the ThrRS active site, we find that obafluorin is a weak Zn2+ binder in vitro, contrasting with a strong, specific 1 : 1 interaction with Fe3+. We use bioassays with siderophore transporter mutants to probe the role of the obafluorin catechol in Fe3+-mediated uptake. Surprisingly, obafluorin does not behave as a Trojan horse antibiotic but instead exhibits increased antibacterial activity in the presence of Fe3+. We further demonstrate that Fe3+ binding prevents the hydrolytic breakdown of the β-lactone ring, revealing a hitherto unreported function for the catechol moiety in natural product bioactivity. Complex formation with ferric iron protects the β-lactone moiety of obafluorin from hydrolysis and potentiates antibiotic activity.
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通讯作者：
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DOI：
10.1016/s0140-6736(21)02724-0
发表时间：
2022-02-12
期刊：
Lancet (London, England)
影响因子：
--
作者：
Antimicrobial Resistance Collaborators
通讯作者：
Antimicrobial Resistance Collaborators