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多重耐药偶联质粒中抗生素失活乙酰转移酶的复杂性、异质性和突变分析

Asit Kumar Chakraborty, Mitali Maity, Sabuj Patra, Suchismita Mukherjee和Tanmoy Mondal

维德雅瑟格大学东方科学技术学院生物化学与生物技术系,西孟加拉邦,印度Midnapore-721102

*通讯作者:
Asit Kumar Chakraborty
生物化学与生物技术系“,
东方科学技术学院
维德雅瑟格大学,米德纳普尔- 721102印度
电话:+ 91 - 9339609268
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:24/04/2017;接受日期:08/05/2017;发表日期:20/05/2017

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摘要

药物乙酰化转移酶(aac格式)是一种酶,通过使氨基糖苷类抗生素的O-和N-原子乙酰化而使其失活。aac格式在多种致病菌的质粒和整合子中检测到耐药基因。CAT酶是一种较早发现的能使氯霉素在1 '和3 ' -OH基团乙酰化的独特酶,在表达载体中被广泛用作报告基因。氨基糖苷6 ' - n -乙酰化酶主要分为acc6 ' -Ia toaac格式6 ' -If和基因被指定为aac格式初级到高级aac格式A8但aac格式系或aac格式A41型异构体也进行了测序。的同分异构体aac格式A3,aac格式A4和aac格式A8非常相同,相反于其他aac格式A1同分异构体。氨基糖苷3 ' -乙酰化酶被指定为aac格式3的iaaac格式3 ' -Xa和基因被指定为aac格式C1,aac格式C10。序列分析表明aac格式2》,aac格式4 '和双功能酶(aac格式6,aph2”)是不同种类的乙酰化酶。但aac格式6 ' -1b-cr蛋白与环丙沙星耐药相似aac格式6 ' -1b有点突变。有趣的是,猫的基因并没有相似之处aac格式A1或aac格式C1基因和迄今为止被忽略为非临床起源。但目前catB3基因在许多病原体的MDR质粒中被报道弗氏志贺菌(pR100),鼠疫杆菌(pIP1202),大肠杆菌(pNR1),铜绿假单胞菌(pOZ176),肺炎克雷伯菌(pNDM-MAR)和沙门氏菌血清(pHXY0908)。这些质粒也经常与acc3 '和相关aac格式6 '酶,包括分叉ß-内酰胺酶基因(blaTEM,bla的NDM,blaCTX-M等)和药物外排基因(acrAB、mexAB/ CD/XY、tetA/S)以及AG腺苷转移酶(aad)和AG磷酸转移酶(aph)基因。当然,cat、amp、tet基因在超级细菌缀合质粒中的出现是令人恐惧的,因为这些基因被随机用于RDT工作的表达载体中。药物乙酰化酶之间的多样性非常高,这表明它们的起源有多种机制。

关键字

药物乙酰转移酶,抗生素污染,耐多药基因进化

简介

MDR是细菌在质粒和染色体中获得MDR基因并在压力下生存的独特现象环境含有高浓度抗生素及其他污染物[1].另一方面,这种细菌感染很难用抗生素治愈,在世界范围内造成了巨大的生命和财富损失[2].氨基糖苷乙酰转移酶通过乙酰化药物中的n原子或o原子来修饰药物结构,导致这种酰基药物不能结合靶位点来抑制细菌的复制、转录或翻译[3.-8].所以病人不能通过简单地服用几片抗生素来消除细菌感染氨苄青霉素,链霉素或庆大霉素抗生素因为乙酰转移酶在使药物失活的质粒中被激活。

抗生素耐药机制大致可分为六大类:(1)激活β-内酰胺酶(bla(2)激活药物修饰酶(Aac, aad, aph(3)药物外排基因激活(Acr, tet, cmr, mex(4)突变改变靶点(rRNA, PBPs)(5)与类药物结合后中和抗生素春节M和(6)亚胺培南等限制药物进入的孔蛋白表达较低。因此,在自然界中,在压力环境下停止基因创造是非常复杂的,甚至没有人能想象这种变化是如何在今天的医学中造成一个严重的问题的。9].

第一个乙酰化酶被发现是猫基因或氯霉素乙酰转移酶。1947年,埃利希在从土壤中分离出的放线菌中首次发现了氯霉素,1971年,田村从土壤中分离出氯霉素Streptosporagium viridogriseum.氯霉素抑制细菌30S核糖体,是一种很好的抗生素,因为它可以治疗由30S核糖体引起的常见疾病金黄色葡萄球菌,大肠杆菌,肺炎克雷伯菌,以及更多。然而,很快在许多对氯霉素耐药的细菌病原体中发现了cat基因[10].猫酶不同于"amp或"春节基因的作用模式,它乙酰化氯霉素药物(1 '和3 '位置),使乙酰化的药物不再能够结合细菌核糖体。因此猫基因细菌(质粒)在体外也容易生长出含有MIC量的氯霉素在活的有机体内在病人血液中[1112].

序列分析表明,猫基因在氨基酸序列上是一个不同的酶aac格式A1oraac格式C1和其他异构体。为什么猫基因不认为是aac酶不确定说但是aac格式A1在MDR质粒中发现的与其他MDR基因如blaTEM,strA / B,1/2,春节A/S型基因包括对照组而且交易基因(13-15].因此,cat基因(命名为catB3,以cat体外转录技术而闻名)从细菌的小r质粒中分离出来,而这些小r质粒与临床无关[10].但目前在许多常见致病菌的大型缀合质粒中检测到[16].

同样,aac(6’)酶记为aac格式初级到高级aac格式A9和其他的异构体aac格式(3 ')指定为aac格式C1 -aac格式制备过程(17-20.].aac格式2”,aac格式4 '等被放在一边,它们的分歧被标记为aac格式(2) ia / b / c或aac格式(2 ')-I/II等[21-23].同样,文献中也有catB2/4/8或catA_1/2异构体。猫基因突变,以及aac格式C1和aac格式与大量的β-内酰胺酶突变相比,A1基因从未被研究过(blaTEM,blaOXA,blaCTX-M等),使细菌产生PDR或XDR型耐药[10].然而,这篇综述的起源,在于对GenBank数据的事实分析aac格式A1/C1基因与用于研究加尔各答水体,特别是恒河水体中超级细菌污染的一致引物高度矛盾。

结果

猫基因异构体的相似性

GenBank的数据分析清楚地表明,cat基因广泛存在于细菌质粒和整合子中(表1 - 4).类整合子介导的catB3基因很多细菌,如2177bp的IntI1整合子假单胞菌aeguginosa(一个:EF660562);的I类整合子大肠杆菌(AN:ABP35557), 5857bp的I类整合子克雷伯氏菌oxytoca的I类整合子鲍曼不动杆菌(AN:ADF59078), 1738bp的I类整合子气单胞菌属veronii(AN:ALB07153), 4632bp In846整合子肠杆菌属下水道(AN:AGJ70489)和变形菌门(AN:WP_000186237)蛋白序列相同[11].有趣的是,这种整合子也连接到其他类型的氨基糖苷乙酰转移酶,如aacA1, aacA4和aacA7 [12].

药物修饰aac(6’)n -乙酰转移酶的分类
基因 Synoname AA长度 加入不。 蛋白质ID 细菌质粒/ MDR相关基因
aacA1 Aac6” 185 aa AB061794 BAB72153 pCMXR1/大肠杆菌 Sul1, blaCMY-9
Aac6” 185 aa AB116723 BAD11027 Inlt-1/肺炎克雷伯菌 blaGES-4
Aac6的ia 185 aa AB901039 BAO48019 inter -1/ P. aeruginosa blaIMP-10
Aac6” 185 aa NC_014167 YP_0036573222 pJA144188/ C. resistens aphA, strA/B, sul1
Aac6的ia 185 aa M18967 AAA98298 国际Citrobacter diversus nd
Aac6”—— 182 aa L12710 AAB63533 Intl/ facium肠球菌 nd
aacA2 Aac6 ' 1 b 199 aa JN420336 AEB82864 pNDM-MAR / K。肺炎 OXA-1,
CTXM-15
aacA3 aac(6’) 184 aa KM111260 AIP98294 inter -1/ P. aeruginisa nd
aacA4 aac6” 184 aa EF138817 ABO21792 Intl-1 / P。绿脓杆菌 blaVIM-3, sul1
Aac6” 184 aa EF488369 ABP35556 int1 /大肠杆菌 catB3,
Aac6” 184 aa HM043570 ADH82126 inter -1/ K. pneumoniae cmlA1
aac6” 184 aa JN596279 AEZ05102 Intl-1/ K. oxytoca blaGES11, sul1
Aac6的ib 201 aa M55547 AAA98404 Intl-1 / P。
绿脓杆菌
nd
Aac6“花絮” 184 aa M29695 AAA25688 铜绿假单胞菌 nd
Aac6 ' 1 b 210 aa GQ2933500 ADC80825 23 kb的质粒 cmlA, blaTEM-24
Aac6”iib 180 aa L06163 AAA25680 铜绿假单胞菌 nd
Aac6”" 146 aa M94066 AAA26549 国际/ S.粘质 nd
Aac6” 172 aa KF977034 AHY00029 pDW16C2/肺炎克雷伯菌 blaVIM
Aac6” 172 aa KP870110 AKC98300 pRCPEC6335-2/大肠杆菌 blaC-5, blaTEM1
aacA5 aac6” 158 aa AM749810 CAO78542 inter -1/ P. aeruginosa blaVIM-2
Aac6” 158 aa HQ005291 ADN22946 inter -1/ P. aeruginosa blaVIM-2, dhfr
aacA6 Aac6的ib 172 aa AY686225 AAT94163 inter -1/ A. xylosoxidans blaVIM-2
aacA7 Aac6” 152 aa KJ679405 AID65189 Intl-1 / P。
绿脓杆菌
OXA-2, aadA6
aac6”1 152 aa EF577406 ABQ65124 In58 / P。
绿脓杆菌
blaVIN-2
Aac6” 152 aa FJ715943 ACN62402 Intl-I / P。绿脓杆菌 nd
Aac6” 152 aa KJ679406 AID65194 IntI1 / P。绿脓杆菌 blaVIM-2, aacA4
Aac6” 152 aa JX486753 AFV31445 在58 / C。fruendii blaVIM-2, aacA4
aac (6) i1 152 aa KP754008 ALE32150 903年/ P。aeruginisa Sul1
Aac6” 152 aa KJ679405 AID65190 IntI1 / P。绿脓杆菌 blaOXA-2。aadA6
Aac6 i1的 152 aa U13880 AAA90937 inter -1/ E. aerogenes nd
aacA8 Aac(6’) 172 aa KJ679405 AID65187 IntI1 / P。绿脓杆菌 OXA-2, aacA6/7
Aac6”iib 180 aa L06163 AAA25680 基因组/ P。荧光 蚂蚁ia (3 ')
Aac(3’) 308 aa AXTL01000004 ESD46433 基因组/大肠杆菌 nd
aacA9吗? Aac6”" 146 aa M94066 AAA26549 粘质沙雷菌 nd
Aac6”如果 144 aa X55353 CAA39038 Intl/阴沟肠杆菌 nd
Aac6的搞笑 145 aa L09246 AAA21889 Intl/不动杆菌属 nd
Acc6”ij 146 aa L29045 AAC41392 Intl/不动杆菌属 nd
Aac6的本土知识 145 aa L29510 AAA87229 Intl/不动杆菌属 nd
Acc6的即时通讯 173 aa Z54241 CAA91010 国际/弗氏柠檬酸杆菌 nd
Acc6”是 146 aa AF031327 AAD03491 Intl/不动杆菌属 nd
Acc6的智商 183 aa AF047556 AAC25500 国际/克雷伯肺炎 nd
Aac6“信息战 146 aa AF031331 AAD03495 Intl/不动杆菌属 nd
Aac6的第九 146 aa AF031332 AAD03496 Intl/不动杆菌属 nd
Aac6”iy 145 aa AF144880 AAF03531 国际/肠道沙门氏菌 nd
Aac6的工业区 153 aa AF140221 AAD52985 Intl/ S. maltophila nd
aacA16 Aac6的ip 173 aa Z54241 CAA91010 1153个基点Intl /枸橼酸杆菌属 nd
AacA17 Aac6的智商 183 aa AF047556 AAC25500 质粒/肺炎克雷伯菌 nd
aacA28 Aac6的接到 183 aa AB104852 BAD14386 质粒/铜绿假单胞菌 blaIMP,
aadA1
aacA30 Aac6”-I30 184 aa AY289608 AAP43642 2220个基点Intl / S。血清 blaOXA-53
aacA39 Aac6”公司 188 aa EU886977 ACI28880 pLQ1001 / P。绿脓杆菌 aadA1, Sul1
aacA41 Aac6 iaf的 183 aa AB462903 BAH66386 Intl123 / P。绿脓杆菌 blaIMP, sul1
aacA42 Aac6 -33 184 aa GQ337064 ACT99625 6816年英国石油公司/ P。绿脓杆菌 索要,/ OXA-2
aacA43 Aac6”—— 182 aa L12710 AAB63533 Intl /肠球菌都有效 nd

表1:专业分类AAC格式(6’)乙酰转移酶;证明了携带aac(6’)型基因的质粒、整合子和基因组片段的接入数。不同类型的MDR致病菌及其相关耐多药基因也被描述。

不同氨基糖苷3 ' -乙酰转移酶(aacC1)的分类
Aac3”基因 酶类型 AA编号 加入
数量
蛋白质Id
数量
质粒/基因组 细菌名称
aacC1 Aac3的ia 177 aa X15852 CAA33850 pR1033 (Tn1696 肠杆菌科
Aac3的ia 154 aa AY577724 AAT51721 3035个基点的基因组 一个。
baumannii
Aac3的ia 176 aa L06157 AAA88422 基因组 铜绿假单胞菌
Aac3”我 154 aa KJ688704 AID61151 2684个基点的基因组 k .肺炎
Aac3”我 154 aa AJ009820.2 CAA08847 6436个基点pSEM 美国血清
Aac3的ia 154 aa KR028107
ALD03719
2427个基点的基因组 一个。
baumannii
Aac3”我 154 aa JX486753 AFV31447 3030bp In58整合子 c . fruendii
aacC2 Aac3“花絮” 286 aa JQ364967 AFI72859 87 kb pGuE-NDM 大肠杆菌
accC2 286 aa X54723 CAA38525 R质粒 大肠杆菌
Aac3的iid 286 aa EU022314 ABS70977 质粒片段 大肠杆菌
Aac3”国际教育协会 286 aa EU022315 ABS70978 质粒片段 大肠杆菌
Aac3” 286 aa JN202624 AFP55521 pFZ51;15672英国石油公司 h . parasiuis
Aac3” 311 aa AXUL01000144 ESA99429 2663 bp基因组 K pneuminiae
Aac3” 286 aa KJ187752 AJD77170 pTR2 k .肺炎
Aac3‘三世* 286 aa HF545433 CCN79846 pE66An 大肠杆菌
Aac3‘三世* 286 aa NC_024983 YP_009061951 pSTm-A54650 美国血清
Aac3” 286 aa KP010147 AJN91221 pECO-HN;18784英国石油公司 大肠杆菌
Aac3” 286 aa JX988621 AFZ84485 pNDM-OM k .肺炎
Aac3” 286 aa HQ840942 AES85952 pSRC27-H;50129英国石油公司 年代。
血清
aacC3 aacC3 286 aa X13543 CAA31895 质粒pWP113a 肠杆菌科
Aac(3)第三 208 aa JMVN01000059 KDG46702 5980个基点的基因组 大肠杆菌
Aac3”iii a 271 aa X55652 CAA39184 2336个基点的基因组 铜绿假单胞菌
Aac3的希望 245 aa L06160 AAA25682 2613个基点的基因组 铜绿假单胞菌
Aac3”-IIIc 279 aa L06161 AAA25683 1234个基点的基因组 铜绿假单胞菌
Aac3‘三世 308 aa ADTS01000075 EGB89811 基因组 大肠杆菌
Aac3‘三世 308 aa AXTL01000004 ESD46483 6803个基点的基因组 大肠杆菌
Aac3‘三世 294 aa LO017738 CRH08791 143 kb pRCS57 大肠杆菌
aacC4 Aac3”四 261 aa X01385 CAA25642 1368个基点的基因组 大肠杆菌
Aac3”四 255 aa MPWC01000123 OKB98731 基因组 k .肺炎
Aac3”四 172 aa AJ009820.2 CAA08845 pSEM 美国血清
AAC3” 206 aa CP015500 ANE70283 基因组 k .肺炎
Aac3” 227 aa FLCN01000053 SAT62391 基因组片段 k .肺炎
aacC5 aac (3) vb 269 aa M97172 AAA26548 1572个基点的基因组 美国marcescens
aacC6 Aac (3) vi 299 aa M88012 AAA16194 2077个基点的基因组 大肠下水道
Aac3”通过 274 aa nd WP_031611451 nd E。
杆菌
Aac3“六世 300 aa nd WP_053271189 nd 大肠杆菌
Aac3“六世 299 aa nd wp - 020837048 nd 美国血清
aacC7 Aac3”-VIIa 288 aa M22999 AAA88552 1494个基点的基因组 美国rimosus
Aac3”-VIIa 288 aa AJ749845 CAG44462 基因组 美国rimosus
Aac3”iib 286 aa GG657754 EFL26570 基因组 美国himasstatinious
aacC8 Aac3”-VIIIa 286 aa M55426 AAA26685 1353个基点的基因组 美国fradiae
Aac3”-VIIIb 287 aa nd WP_063840271 nd 美国ribosidificus
aacC9 Aac3”-IXa 281 aa M55427 AAA25334 1149个基点的基因组 m . chalcea
Aac3”-IXb 279 aa KB405056 EMF57573 基因组 美国bottropensis
aacC10 Aac3'X-Ia 284 aa AB028210 BAA78619 基因组 美国将
Aac3'X-I 284 aa FMCP01000318 SCE16679 基因组 链霉菌属sp
Aac3'X-I 284 aa FLTQ01000010 SBU98351 基因组 链霉菌属sp

表2:专业分类AAC格式(3’)乙酰转移酶;携带质粒、整合子和基因组片段的接入数aac格式(3’)型基因被证实。文中还描述了MDR细菌的蛋白id和类型。

aac2 '和aac4 '乙酰转移酶的类型
AAC2” aac(2)我 181 aa NC_000962.3 NP_214776 基因组 结核分枝杆菌
aac (2) id 210 aa U72743 AAB41701 基因组片段 m . smegmatis
Aac2”" 181 aa CP012506.2 ALB17378 基因组 结核分枝杆菌
aac-2” 198 aa CWKH01000002 CVZ16866 基因组 m . neworleansense
AAC-APH杂化乙酰转移酶-磷酸转移酶
AAC-APH aacA-aphD 479 aa AB682805 BAM15583 6483个基点的基因组 金黄色葡萄球菌
aacA-aphD 479 aa GZU565967 AAA88548 pSK1 金黄色葡萄球菌
aacA 479 aa AP003367 BAB47534 pVRSAp;25107英国石油公司 金黄色葡萄球菌
Aac6 -aph2” 479 aa M13771 AAA26865 2120年英国石油公司整合子 粪大肠
Aac6 -aph2” 479 aa CP002120 ADL66016 2924344 bp基因组;元2111743 - 2111743 金黄色葡萄球菌
CAT基因或氯霉素乙酰转移酶的类型
catB3 210 aa EF516991 ABP52023 大肠杆菌
catB3 210 aa HX259086 AAD20921 pHSH2 大肠杆菌
catB3 210 aa DQ343904 ABC69169 1406年英国石油公司整合子 m . morganii
catB3 210 aa HQ170516 ADX02581 3735年英国石油公司整合子 答:媒体
catB3 210 aa KM278198 一个IX48179 2208年英国石油公司整合子 诉fluminis
catB3 210 aa JX885645 AGM38586 13241 bp的基因组 美国血清
catB3 210 aa KC237285 AGM38599 9983个基点质粒 美国血清
catB3 210 aa KX421096 AOR05996 253kb质粒pA32 美国血清
catB3 210 aa EF488369 ABP35557 2731年英国石油公司整合子 大肠杆菌
catIII 213 aa JN202624 AFP55523 pFZ51;15672英国石油公司 h . parasuis
catB4 182 aa AP012056 BAN19548 pKPX-2 k .肺炎
catB8 210 aa KC543497 AGL46467 pOZ176 铜绿假单胞菌
catA1 219 aa AP012055 BAN19276 pKPX-1 k .肺炎
catA1 219 aa KJ541071 AIV96857 pG5A4Y217 大肠杆菌
cat_2 219 aa LN850163 CRK62815 pI1-34TF 大肠杆菌
catB2 210 aa AF047479.2 AAC14737 pNR79 大肠杆菌

表3:猫基因及杂交aac-aph基因的定位。用GenBank登录号和蛋白id描述了致病性MDR细菌质粒/整合子中流行的猫基因。还描述了激活的混合aac-aph基因,包括不太为人所知的aac2 '和aac4 '型基因,它们破坏许多氨基糖苷类抗生素。

质粒中多药耐药基因涉及aac格式而且基因
加入数量 质粒大小 一个或多个MDR基因配置文件aac格式而且大型细菌缀合质粒中的基因 基因库的一年 致病菌名称
CP015725 210 aacA4blaOXA1,, arr2, sul1, aph2 ', mrx, mph2 ', blaNDM1, ANT3 ", dhfr, blaTEM1, RND, ANT3 " -Ia, ble, blaCTXm-65, floR(MFS), sul1。Aac3”iva 2016 美国血清
KF793937 61 tetA blaOXA-30,1 b-cr catB3 aac6’,arr3,sul1SAPa, QnrB4, blaDHA, mex, mphA(2 '), aphA1(3 ') 2016 k .肺炎
KM877269 249 Sul1, aphA1, aadA1, cmlA, aadA2, floR, hphaac3 iv, aac6 1 b-cr,blaOXA1,catB, arr3, sul1, terA/C/F 2015 美国血清
LO017736 124 tetA,aac3的ibblaOXA-1,aac6的ia, blaCTX-M-15, blaTEM1, ABC 2016 大肠杆菌
LO017738 143 tetA blaTEM1 blaCTX-M-15,aac3三世,猫,bla OXA-1。Dhfr, mrx(2”),mphA, ABC 2016 大肠杆菌
LN794248 300 Sul1, strA/B, blaTEM1, tetAaac6的ibblaOXA1,catB3aacC3, tmrB, blaCTXM-15, aadA1,catA1 2015 美国血清
KF954759 73 blaKPC-3,strB,aac6”空空的B,ncr/ Y,srb一个 2014 k .肺炎
KX421096 253 OqxB/A RND, sul1, dhfr, fosA3, sul2,aac3”ivaaac6 ' 1 b-crblaOXa1,catB3, arr3, sul1, TerC/D/A 2016 美国血清
AB61665 47 bla小鬼,2、aac格式A4油气地质A2,春节一个,blaCTXm,1 2012 k .肺炎
KC354802 41 aac格式A4,油气地质A1,blaOXA-9,blaTEM-1 2013 k .肺炎
NC_021087 26 blaGIM-1aac格式A4油气地质A1,blaOXA-2,1 2015 大肠下水道
NG_035843 15 blaOXA-30,B3加勒比海盗3,1,qnrblaDHA-1 2014 大肠杆菌
LN555650 299 terF, sul1, strA,catBblaACC-1,aacA4, blaVIM-1 2015 美国血清
JN420336 267 blaNDM1 blaOXA1,aac6”qnrB1,catBblaCTX-M, 2012 k .肺炎
KC543497 501 Ter2, sul1,, MFS,, blaim -9, ble,catB8aac6的iid 201年6 p . aerogenosa
NC_022078 317 美国广播公司、海洋博物馆B,aph*,aac格式3.”,cmr春节一个,blaKPC 2015 k .肺炎
JQ64967 87 aad, sul1, blaNDM1,aac3”——blaOXA1,aac6 ' 1 b-cr 2016 大肠杆菌
AP012056 141 Aac3 ' aac6 ' catB4, tetA, sul2, blaOXA/CTX, strB/ 2016 k .肺炎
CP011634 227 blaOXA,油气地质*,blaTEM,海洋博物馆C,1,aac格式 2015 k . oxytoca
NC_010795 15 Sul1,aacC2, catB3, strA, blarb -1, aph3 ' -I 2014
  1. p-pneumoniae
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LC055503 160 blaSHV-12,aac格式6 'blaOXA-10,油气地质A1,blaDHA 2015 k .肺炎
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KJ541071 44 1,
blaOXA-2,油气地质A / B,blaTEM,A1blaGES-5
2014 大肠杆菌
GU256641 110 2,str一个,blaTEM,bla上海合作组织,aac格式C2blaACC-4 2011 大肠杆菌
KJ541681 90 tetA, sul1, aadA1,aac3 ia, aac6 ibaadA2,
blaSHV5
2015 k . oxytoca

表4:携带多个aac和cat基因的大型MDR缀合质粒的特征。氯霉素乙酰转移酶、AG乙酰转移酶等mdr基因聚在同一质粒上,携带该质粒的细菌多为XDR型和PDR型。此外,本文未分析gyrAB、16S rRNA、porB和ABC基因的突变。

我们观察到猫基因现在与缀合质粒相关,在没有药物的情况下很难挽救,也可以将MDR基因传递到家用细菌中。看来抗生素耐药性是现代社会普遍存在的现象。例如,在共轭MDR质粒(pI1-34TF;167198 bp)大肠杆菌(AN: LN850163) 4种乙酰化酶在质粒的4个位置聚集,分布距离相同。两个猫基因(cat_1和cat_2;蛋白质id。CRK62767和CRK62815)不同,其中cat_2为catB3型,而cat_1与异种乙酰化酶有关。另外两种乙酰化酶N-6羟赖氨酸0-乙酰转移酶(protein id。CRK62680;抗生素_nat样)和SPBe2前噬菌体衍生的乙酰基N-3 ' -转移酶(yokD;蛋白质Id。CRK62756)在多种药物失活中发挥作用。这种质粒确实含有其他mdr基因,如blaOXA-1,blaTEM-1, macB(大环内酯出口商),MFS,aph(磷酸转移酶),油气地质3 '(链霉素腺苷转移酶),tetA(四环素转运体)和tmrB(衣霉素耐药蛋白)。此外,该质粒还积累了hth型cmtR和envR,春节R转录因子与IS-elements和转座子密切相关。提出了多对准和seq-2序列分析图1而且2其中catB3被发现相似,但catB8有许多突变和频繁的羧基末端缺失和取代[14].

microbiology-biotechnology-Acetylation-choramphenicol

图1:用Lypofectamine试剂对HeLA细胞进行CATB2质粒对氯霉素的乙酰化转染(面板,A)。Lane, 1游离氯霉素,Lane 2,不含质粒的细胞提取物,Lane 3, 5 μl细胞提取物,Lane 4, 10 μl细胞提取物,转染质粒。3-乙酰化氯霉素(图b)、n -乙酰化环丙沙星(图C)和禁忌霉素(图D)的结构。

microbiology-biotechnology-CAT-Enzymes

图2:CAT酶之间的同源性:(A) CatB3, catB4和CatB8的相似性。(B) catA2和CatA4的相似性和(C) catB3vs.catA_1相似。

包括249kb的肠道沙门氏菌质粒pHXY0908 (AN:KM877269)和高分子量的P1质粒均存在B3基因肺炎克雷伯菌含有mphA(大环内酯2”磷酸转移酶;蛋白质Id。WP_000219391),油气地质A2 (ANT3 ' -1a), aph3 ' -1a (protein Id。WP_000018329), GCN5乙酰转移酶(protein Id;WP_003026803)和磷酸菊素乙酰转移酶(protein Id。WP_004152096),包括其他mdr基因,如药物转运体春节一个/春节G, ABC转运蛋白(protein Id;WP_004118832), mfs型药物外排蛋白(protein Ids. WP_004118832)。WP_003846917和WP_000214125)以及CTX-M-24/KPC-2/VEB-3型β-内酰胺酶。类似地,pOZ176大质粒(AN:KC543497)含有catB8a, neo(氨基糖苷3 ' -O-phosphotransferas;蛋白质Id。AGL46257)和aac6 ' -IId (aac格式a4型)分别对氯霉素、新霉素及阿米卡星有抗药性[1624].

aac(6 ')异构体(aacA1-aacA8)的相似性

氨基糖苷6 ' - n -乙酰基转移酶积极乙酰化阿米卡星的6- n原子,卡那霉素、新霉素[25-30.].BLAST分析表明,aacA1是一种独特的酶,与aacA1无相似性aac格式aacA3与aacA4和aacA8谱系有相似之处(图3而且表1).两种类型的aacA4酶(184aa和172aa)在NH2末端13上存在差异氨基酸前兆的:前兆的氨基糖苷6 ' - n -乙酰转移酶(aacA1)定位于该基因的质粒和整合子大肠杆菌和其他肠杆菌科序列相同[31-36].例如,NR79质粒(8298bp)大肠杆菌aac格式A1包括油气地质A3, catB2和sul1基因。另含有8049bp的小质粒pCMXR1bla与CMY-9和sul1 mdr基因aac格式A1。然而,在铜绿假单胞菌aac格式A1基因位于I类整合子In831,与与亚胺培南耐药相关的blaIMP-10基因同源。所有aacA1序列完全相同,未发现突变。铜绿假单胞菌I类整合子含有aacA3基因(protein Id。AIP98294和AN:KM111260)。MDR的共轭质粒pNDM-MAR (267242bp, AN:JN420336)肺炎克雷伯菌包含aac格式A4基因(protein Id;AFB82784)以及致命的blaNDM-1和blaCTX-M-15基因(表4) [37].另一个aacA4基因(AN:ABP35556)定位于2731bp的I类整合子(AN: EF488369)大肠杆菌与…紧密相连B3基因[38].2个aacA4基因(登录号AEZ05099)位于aacA4的6061bp小质粒pINCan01 (AN:JN596279)克雷伯氏菌oxytoca与blaGES-11和sul1 mdr基因相关[39].两个氨基糖苷乙酰转移酶基因(aac格式A5和油气地质A7)位于假单胞菌2903bp I类整合子上,与blaVIM-2和dhfr基因相关,分别参与碳青霉烯耐药和甲氧苄氨嘧啶耐药[40-44].二氨基糖苷6'-乙酰转移酶Ib型(aac格式6尺1 b;172aa)克隆无色菌xylosoxidans(AN:AY686225)为3436bp I类整合子,也有blaVIM-2基因。发现了281个氨基酸组成的aacA8基因aac格式3608bp I类整合子(AN:KJ679405)中的A7 (152aa)异构体铜绿假单胞菌与aadA6和blaxa -2有关。aacA1和aacA4之间没有相似性肺炎克雷伯菌(蛋白质Id。ADH82126)和大肠杆菌(蛋白质Id。BAB72153)或铜绿假单胞菌(蛋白质Id。AIP98294),因此假单胞菌酶被指定为aac格式在中国被隔离的A3 (图2而且表1).172aa 6 ' - n -乙酰转移酶(aac6 ' -1b;蛋白质Id。Morganella morgani的CAF18332)具有相似性aac格式A1和指定为aacA4,两种质粒中的该酶相同,提示水平转移,但克雷伯菌质粒(AN:HM043570)部分测序(38-44)。少数新的氨基糖苷类耐药基因被命名为aac(6’)-Iae,编码一个183个氨基酸的蛋白质,与该基因有57.1%的同源性AAC格式(6)智商。这样的大肠杆菌表达外源性aac(6’)- Iae对阿米卡星、地贝卡星、异帕霉素、卡那霉素、奈替米星、西索米星和妥布霉素耐药,但对阿贝卡星、庆大霉素和妥布霉素不耐药链霉素图1而且表1 - 4) [45].

microbiology-biotechnology-terminal-truncation

图3:之间的相似之处aac格式A1酶:(A)aac格式A1 vs。AaacA4末端截断,点突变。(B)aac格式A1 vs。aac格式A5,内部缺失,无相似性。(C)没有相似之处aac格式A5,aac格式A6和aac格式A8和(D)之间没有相似之处aac格式A5 vs。aac格式A6。

aac(3’)乙酰转移酶的相似性研究

氨基糖苷3 ' -N/-O-乙酰转移酶是从多种微生物中分离出来的,在质粒和染色体中都有发现[46-55].aac格式C1酶从多种质粒R1033的2324bp中分离得到肠杆菌科并被aac格式(3) ' - 1a型(AN:CAA33850) [46].aac格式C2 (EC: 2.2.3.2.81)的大肠杆菌克隆自莫斯科分离株(AN:X54723;蛋白质Id。CAA38525) [47].310个氨基酸的长度大肠杆菌aac3 '酶(蛋白Id;ESD46483)从基因组片段(登录号为AXTL01000004和ADTS01000075)中分离得到。铜绿假单胞菌aac(3 ')-1b酶为176 aa,可能是部分(蛋白Id。AAA88422) [48].aac格式C3异构体(aac格式3’-IIIa/b/c)克隆自铜绿假单胞菌(ANs. X55652, L06160和L06161) [49),aac格式3 ' -Vb从粘质沙雷氏菌基因组片段与酶有72%的相似性aac格式3 ' -Va对庆大霉素、奈替米星有高标记抗性,对妥布霉素有中度抗性(蛋白Id。AAA26548) [53].同样的,aac格式3’-VIa基因(AN:M88012)克隆自肠杆菌属下水道与aac3 ' -VII的相似度分别为39%和48%aac格式3 ' -II分别[5152].同样的,aac格式发现3 ' -VIa酶299 aa (protein Id;AAA16194)。aac格式C7(蛋白Id;AAA88552),aac格式C8(蛋白Id;AAA26685)和aac格式C9(蛋白Id;AAA25334)基因从链霉菌属rimosus(一个:M22999),链霉菌属fradiae(AN:M55426)和沙耳小单孢菌(AN:M55427) (图3而且表2) [5354].AAC格式棒状杆菌属纹状体最近被隔离[55].

2”乙酰转移酶的相似性

一个鲍曼不动杆菌2 "乙酰转移酶(286aa;蛋白质Id。AAA21890)被发现[56].另一种由染色体编码的氨基糖苷2'- n -乙酰转移酶(AAC格式(2’)-Ic)从结核分枝杆菌中分离得到[57-61].之间的相似之处aac格式6 ' -1b-cr酶介导氟喹诺酮类耐药。氨基糖苷类乙酰转移酶,AAC格式(6’)-Ib降低环丙沙星在哌嗪基取代基的氨基氮上进行n -乙酰化[62].AAC格式(6 ')-Ib-cr不同于AAC格式(6’)- Ib,通过Trp102→Arg和Asp179→Tyr两种特异密码子交换,被认为是环丙沙星耐药表型的必要和充分条件[63].在来自美国的313种肠杆菌科中,aac格式47例中15例(32%)检测到(6’)-Ib-cr大肠杆菌106例中有17例(16%)分离株k .肺炎160株肠杆菌中12株(7.5%)[64].ESBL大肠杆菌从瑞士家禽农场分离,与aac6 ' -Ib-cr乙酰转移酶引起的氟喹酮耐药有关。Aac格式pKPS30质粒中存在6 ' -1b-cr酶(AN:KF793937;第22991-23509号)肺炎克雷伯菌65].产气肠杆菌分离株与基因表达变化相关aac格式(6’)-Ib-cr基因被报道具有高标记氟喹尼酮类耐药[66].一个韩国研究表明存在aac格式(6 ')-1b-cr变异酶大肠杆菌而且k .肺炎很少有菌株同时被控制aac格式(6) 1 b和aac格式对妥溴霉素、卡那霉素及阿米卡星耐药的6 ' -1b-cr (图1) [66].氟喹诺酮耐药的其他机制是qnrA1/B1/S1蛋白的靶标保护(对环丙沙星具有高亲和力)和QepA和OqxAB泵的主动药物外排(从细菌细胞质中去除环丙沙星)[63].沙门氏菌血清质粒检测到aac6’-1b-cr基因(AN:KM877269;新号119381-119965,补充版)。

双功能药物乙酰化酶的相似性

发现的肠球菌faciumaac格式6’-aph2”双功能氨基糖苷修饰酶在含有转座子Tn5281和IS256元件的70 kb质粒中67].所有大肠facium来自英国的菌株表现出较高的庆大霉素耐药水平,并通过脉冲场凝胶电泳(PFGE)和杂交研究检测到多个偶联质粒[68-71].法国的一项研究金黄色葡萄球菌具有氨基糖苷类耐药的菌株aac格式6 ' -aph2 "杂交基因和aph3 ' -III基因(磷酸转移酶)位于染色体[40].土耳其对358基因他霉素耐药的研究金黄色葡萄球菌显示334aac格式-aph型双功能乙酰化酶[72].一项美国研究表明,高水平的氨基糖苷类耐药肠球菌fecalis由于aac格式6,aph2”酶引起庆大霉素和链霉素抗性,但链霉素抗性授予由于其他aph3 ' iii /aph5 " -III型基因[73].Shigila sonnei基因组有aac6’-aph2”双功能酶(protein Id。CSO06978)与Proteus vulgaris的aacA4酶(EC:2.3.1.82)相似。WP_058127929),大肠杆菌(蛋白质Id。johnsoni不动杆菌(protein Id. CRL66321);ALV74709)或铜绿假单胞菌(蛋白质id。CBI63199, CBL95252和ALI59095)。粪肠球菌染色体岛携带双功能乙酰转移酶(aac格式A -aphD;蛋白质Id。ANN02929),链霉素乙酰转移酶(Sat4;蛋白质Id。ANN02919),包括许多腺苷酸转运酶(Protein Ids。ANN02918、ANN02921、ANN02922和ANN02927)、链霉素磷酸转移酶(aphA3)和ISA(E)基因,这些基因赋予了对胸膜霉素、链霉素和incosamide抗生素的耐药性[74].双功能氨基糖苷修饰酶如氨基糖苷(6’)乙酰转移酶ie /氨基糖苷2″-磷酸转移酶ia (AAC格式(6')- ieh - aph(2″)-Ia),(分离到对4,6-氨基糖苷类卡那霉素、妥布霉素、地贝卡星、庆大霉素和西索米星具有耐药性,但对阿贝卡星、阿米卡星、异帕霉素或奈替米星无耐药性[75].一种最近发现的双功能耐抗生素酶命名AAC格式(3) ib /AAC格式(6′)- Ib′,from铜绿假单胞菌,催化氨基糖苷类抗生素的乙酰化。的AAC格式(3)-Ib结构域对fortimicin A和庆大霉素作为底物具有高度特异性AAC格式(6’)-Ib’结构域具有广泛的底物光谱[76-79].

药物乙酰化酶与strA/B和其他磷酸转移酶的相似性

strA和strB基因可通过磷酸化使链霉素失活。磷链霉素不能与细菌核糖体结合,这种细菌可以在100 μg/ml链霉素下生长,产生AMR [80].序列分析表明catB3与strA/B、aac6 ' /3 '与strA/B无相似性。氨基糖苷磷酸转移酶(aph基因)使抗生素磷酸化,使磷酸化的卡那霉素、阿米卡星和新霉素不能杀死细菌。AG乙酰转移酶(aac格式A1 /aac格式C1)与264aa新霉素磷酸转移酶(aph3 ' -Ia,蛋白Id。CAA23892)和341aa湿霉素磷转移酶(hygA, protein Id。AHC55481)。然而,链霉素磷酸转移酶(strA, 278aa和strB, 276aa;蛋白质id。AAA26443和CED95338)的相似性分别只有28%,覆盖范围分别为72%和37% [8182].相似的挖乙酰化用药物腺苷酸酶。氨基糖苷腺苷转移酶[EC:2.7.7.47]存在于埃希氏菌(ANs:HG41719, KJ484637, KM377239),克雷伯菌(ANs:KF914286和KF719970),沙门氏菌(AN:JQ899055)和不动杆菌(AN: KM401411)的许多细菌质粒中,但也存在于一些细菌染色体中,如沙门氏菌血清83].

6-N位的抗生素腺苷转移酶(~263aa)腺苷酸药物和对链霉素、阿米卡星等氨基糖苷类抗生素耐药的细菌[84].这些酶似乎是rel - spo样超级家族,与AG 3 ' /6 ' n -乙酰转移酶和catB3酶没有太多相似之处。有趣的是,腺苷酸转移酶在物种间具有相似性,而且明显存在于不同的异构体中(油气地质初级到高级油气地质A17)之间有50-80%的序列相似性[8586].

药物乙酰化酶与β-内酰胺酶的相似性

β -内酰胺酶是一种非常分化的酶,至少有20种不同的异构体,包括TEM、OXA、NDM1和CTX-M [1].金属β-内酰胺酶(VIM, IMP, NDM1, SPM, GIM, DIM)非常致命,因为对亚胺培南和β-内酰胺酶抑制剂cavulinate和舒巴坦耐药[10].BLAST分析发现AG乙酰转移酶与β-内酰胺酶无相似性[87].

偶联质粒具有多种药物乙酰化酶

基因库(www.ncbi.nlm.nih.gov)搜索指示(表4)表明,每个偶联质粒都携带多种药物乙酰化酶(cat, aac),并与许多β -内酰胺酶基因以及strA/B, sul1/2基因相关(10)。例如,沙门氏菌质粒(pIncH12和pHXY40908)获得了四种(aac格式6尺1 b、catB3aaC格式3, catA1)和3 (aac格式3 ' 4,aac格式6尺1 b-cr,catB3)药物乙酰化酶(注册号LN794248, KM877269)。表4深刻地说明了多药耐药基因在多种常见质粒中聚集的严重程度病原体没有药物可以治愈这种细菌感染。

药物乙酰转移酶的染色体定位

从中分离到一个143aa长的乙酰转移酶答:baumannii(一个:JFWP02000007;第103508-103939号),与aac格式6 '样酶(protein Id。EXT17036)。不动杆菌基因组种aac6 ' -Ir酶(蛋白Id。WP_063840327)的相似性为79%aac格式6 ' -Is(蛋白Id。AHD03491),但aac格式6 -,aac格式6的信息战,aac格式6“第九aac格式6′-Iu的相似性分别为83%、85%、90%和94%aac格式6 ' -Is分别(蛋白id。WP_063840329, WP_005296085, ALB75422及WP_063840330) [8889].嗜水气单胞菌基因组(AN:LNUR01000009;Nt . 843037-843495)有一个独特的152aa 6 ' -乙酰基转移酶,相似度有限(47%)aac格式6的ih一个baumannii(蛋白质Id。ALB75422)。Pesudomonas saponiphila基因组(一个:FNTJ01000001;nt. 257741- 258187)也具有148aa长6 ' -乙酰转移酶(protein Id。SEB43247),相似度为51%鲍曼尼6 ' -Ih酶(protein Id。ALB75422)。

位于染色体位置的结核分枝杆菌的AAC(2’)-Ic催化辅酶A (CoA)依赖的2’羟基或广谱氨基糖苷的氨基乙酰化。克隆并表达了aac(2’)-Ic基因大肠杆菌并且被净化了。重组AAC(2’)-Ic是一种可溶性蛋白,分子量为20,000 Da,并将所有测试的氨基糖苷类底物乙酰化在体外,包括治疗上重要的抗生素,如妥布霉素、阿米卡星、卡那霉素和核霉素。MRSA细菌最初被发现时被命名为耐甲氧西林菌金黄色葡萄球菌革兰氏阳性循环细菌是皮肤感染的罪魁祸首。甲氧西林耐药基因(mecA)编码一种甲氧西林耐药青霉素结合蛋白,并被许多MRSA分离株的移动遗传元件,葡萄球菌盒染色体mec (SCCmec)激活布拉,aac, aad、ANT和sul1/2型MDR基因。这样的多药物耐药细菌只对糖肽类抗生素如粘菌素和替吉环素敏感[9091].CAT酶catB3基因突变与氯霉素药物外排基因cmlA (protein Id。AKG90151),或乙酰基转移酶(aac3 ' - IV;蛋白质Id。AKG90173)或卡那霉素磷酸转移酶(蛋白Id。AKG90144)或湿霉素磷酸转移酶(protein Id。AKG90172)。在许多肠杆菌科的I类整合子介导的catB3基因中未报告突变(见,ANs: EF660562;ABP35557;ADF59078; AGJ70489). However, 217 aa long Proteus mirabilis CAT enzymes (protein Ids. WP_049194799vs.WP_049197252有2个点突变(V24A, N130D)和201个氨基酸长CAT酶大肠杆菌有两个点突变(Y16N, D195N)和9aa nh2末端取代(蛋白id。WP_050436713 vs. WP_050558894

aacA1型酶的突变

我们看到7个突变嗜水气单胞菌6 ' -I酶(ANT67440vs.KWR67119),相似度95%。然而,鱼形气单胞菌中有26个突变aac格式6 '酶(protein Id;KWR67119)在NH2端60氨基酸区(WP_065401184vs.KWR67119)。一架194aa长的aac格式Wohlfahrtiimonas chitiniclastica的6’-Ia酶在NH2末端有9aa信号肽,与之非常相似aac格式A1酶大肠杆菌质粒pCMXR1 (AN:AB061794),除了一个点突变(V84I)。但是185 aaaac大肠杆菌A1酶(protein Id。BAB72153)与185 aa长度的相似性仅为55%肺炎克雷伯菌aac格式6 ' -Iai酶(protein Id;WP_032495046)。这种不寻常的aac格式A43酶有两种不同的突变答:baumannii((i2, K141N;蛋白质Id。WP_024437351)和铜绿假单胞菌(R20Q R95K;蛋白质Id。WP_071846376)。

据报道,许多肠杆菌科aacA4酶(aac6’-1b型)发生了一些突变,这些突变与大肠杆菌酶(protein Id。ABP35556)。中发现了不同的点突变铜绿假单胞菌(A75G;蛋白质Id。WP_071846301), (S83G;蛋白质Id。WP_071846385)和(T132A, K133R;蛋白质Id。WP_071593232)。同样在aac大肠杆菌A4酶,单突变(Q101L;蛋白质Id。WP_069985732)肠杆菌属hormachei(R181C;蛋白质Id。WP_07220113)和假单胞菌putida(Q49R;蛋白质Id。WP_071984682)。197aa长的aacA4酶(protein Id。AKJ19116)铜绿假单胞菌质粒pMRVIM0713 (AN:KP975076)扩增了13 aa,报道了2个突变(M1V和S102L)。这种nh2端融合现象在铜绿假单胞菌整合子介导的203aa长aac6 ' -1b酶(protein Id;AAC46343;AN:U59183)和210 aa长酶(protein Id。CBI63203;一个:FN554980)。染色体介导鲍曼不动杆菌216 aa长aac格式A4酶(protein Id;EKA73751)也有类似的M1V和S102L突变(图3).

一个183aa长的aaca16n(6 ')-乙酰转移酶(protein Id。WP_001109644)与aac格式许多肠杆菌科的A43酶(蛋白id。WP_063840279;WP_024437351)。该酶与酶的相似度为60%枸橼酸杆菌属freundiiaac格式6 ' -I1酶(蛋白Id;CAA91010;AN:Z542441),在nh2端发散最大。这类酶与酶的相似度只有55-65%aac格式A1酶(蛋白Id。BAB72153),它们的关联在aac格式因此,6 ' -I类不合理(>60突变)。

突变体中aac格式C1型酶

Aac格式肠杆菌科的C1酶为177个氨基酸(protein Id。CAA33850)和鲍曼不动杆菌庆大霉素N-3 ' -乙酰转移酶相似,在不同的分离株中报告了不同的突变:WP_031950771, EXD70625和WP_000441892)中有3个突变(R98K, P102A, T175P)。在铜绿假单胞菌aac格式据报道C1酶有很多突变。例如,一个分离物有S23R, K74R, D83E突变(蛋白Id。WP_052158612);在另一个K38Q, D83E, E165D突变(蛋白Id。WP_063840256)和另一个(蛋白Id。ALE32149) 5个突变(K38Q, D83E, R98K, P102A和E165D),很少有常见突变。然而,保守性较低的酶具有71-73%的相似性(蛋白id。ABN10340和CRQ60998)。肠道沙门氏菌C1酶(protein Id;WP_032491356有三个突变,其中两个非常常见(S104I, R98K和P102A),另一个中检测到两个突变(P152T, S81I;蛋白Id: WP_032491356)。一个答:baumannii而且铜绿假单胞菌AAC(3)-I酶有P152T常见突变(蛋白id: WP_052133400和WP_063840258)。

大肠杆菌158aa长AAC3 ' -乙酰转移酶有两个突变(A53G, R234Q),诱导阿霉素耐药(蛋白Id。WP_064756331),也在k .肺炎(W5L A53G;蛋白质Id。WP_064735602)。但在另一个大肠杆菌3个突变体(A53G, H241R, G246E;蛋白质Id。WP_072833186)和另外4个突变(A53G, K177N, L178C, D182E;蛋白质Id。WP_072739411)。AAC格式(3)-I酶粘质沙雷氏菌(178 aa;蛋白质Id。OCO95380)和肠杆菌属下水道(178 aa;蛋白质Id。WP_032663836)与22aa信号蛋白在NH2末端的相似度仅为73%,表明这两种酶存在差异aac格式3 ' ia类型。即使这两种酶都是178aa长,88%的同源性,有22个突变,证明药物乙酰转移酶确实与β-内酰胺酶相似(图4).

microbiology-biotechnology-Sequence-alignment

图4:不同AAC3 '药物乙酰转移酶的序列比对。ESD46483 (大肠杆菌染色体aac格式C1蛋白308aa, AN:AXTL01000004);AAA21890 (答:baumanniiaac格式C2蛋白,286aa;一个:M62833);cad 27711 (aac大肠杆菌C4蛋白261aa pHK11-apra载体;一个:AJ438947);CAA33850(肠杆菌科质粒介导的aacC1蛋白,177aa: AN:X15852);CAA38525(大肠杆菌aacC2蛋白,286aa;一个:X54723);CAA39184 (铜绿假单胞菌aac格式C3, 271 aa;一个:X55652);AAA26682 (铜绿假单胞菌C3b蛋白,245aa;一个:L06160);AAA25683 (铜绿假单胞菌C3c蛋白,279aa;一个:L06161);AAA26548 (C. marcescens aacC5b蛋白,269aa;一个:M97172);AAA16194 (阴沟草C6蛋白,299aa;AN:M88012);AAA88552 (美国rimosusaacC7蛋白,288aa, AN:M22999);AAA26685 (美国fradiaeaacC8蛋白,286aa;一个:M55426);AAA25334 (查尔恰C9蛋白,281aa;一个:M55427);BAA78619 (美国greseus菅直人基因。284 aa,: AB028210)。

286个氨基酸的长度大肠杆菌aacC2 (protein Id;CAA38525)与aac格式(3 ')-IIc酶大肠杆菌(蛋白质Id。WP_063840266),但与aac格式C1酶。大肠杆菌aacC2酶(protein Id;AFI72859有4个(L14F, H275Q, E276K)和10个突变(T11L, R12Q, K78E, P84L, A162T, N194D, E204D, A268P, A274V, Q278E)与类似的aac3 ' -IId(蛋白Id。ab70977)和aac3 ' -IIe(蛋白Id。ABS70978)酶。在肠杆菌中aac格式3’-II酶有几种突变(T87A, A112T, T132S, A245V;参见蛋白质id。WP_00988063;WP_051421733;KTQ31168)。在沙门氏菌血清酶4bp缺失和T132S突变(protein Id;WP_060588432)。之间未发现突变k .肺炎而且aac大肠杆菌C2酶(AGP03376 vs. ODH13880)。其他aac格式(3 ')-II酶报道肺炎克雷伯菌而且鲍曼不动杆菌显示出非常相似的突变,表明这些基因水平转移大肠杆菌质粒缀合。基因突变k .肺炎(蛋白质id。AGP03376和WP_031944095);L11I、Q12R、R70L、T79A、R183W、S193R、D204E、T270A、V277A、E279Q、C280R。基因突变答:baumannii(蛋白质id。WP_057690920 vs. WP_002063884)为E142K, G184V, D186X大肠杆菌plasmid-mediatedaac格式C2酶(protein Id;CAA38525)共报告14例突变(L11I、Q12R、R70L、T79A、K135E、R183W、V184G、Y186D、S193R、D204E、T270A、V277A、E279Q、C280R)。在sp肠杆菌50858885株中报道的相似突变如下:L11I、Q12R、R70L、K78E、K135E、T79A、P84L、K135E、R183W、S193R、T270A、V277A、E279Q和C280R。虽然弗氏志贺菌(蛋白质Id。ADY02606)具有非常相似的突变,但在ADY02606中发现了更多的突变(相似性仅为76%)沙门氏菌血清酶(蛋白Id;WP_061873001)和85%的相似度Sinorhizobium melilti(蛋白质Id。WP_003525983) aac3 ' -II酶。

然而,大肠杆菌偶联mdr -质粒pRCS57 (143225bp;AN:LO017738)如下:L11I, Q12R, R70L, T79A, K135E, R183W, S193R, D204E, T270A, V277A, E279Q, C280R(蛋白Id:LO017738)。CRH08791)。该质粒还具有mrx大环内酯耐药蛋白、mphR阻遏物、blaTEM-1和春节一个春节环素外排蛋白以及包括许多is元件的Tnp和Tra基因。有趣的是。308 aaaac格式3 ' -III-like大肠杆菌酶(蛋白Id;EGB89811)在NH2端延长了9aa,与其他肠杆菌科294aa非常相似aac格式3 ' - III酶(protein Id;WP_013023858)。

一个长172aa的大肠杆菌aacC4酶(protein Id。ACS75040)和铜绿假单胞菌(蛋白质Id。AGG23542)分别发现2个突变R107Q、D170S和M54L、D170S。Stenotrophomonas maltophilaD170M点突变(蛋白Id;ABN48565;一个:EF210035)。鲍曼不动杆菌基因组中出现210aa 38aa n端延长aac格式A4酶有D170S、O171V突变。枸橼酸杆菌属freundii质粒pMRVIM1012有34aa n端延长aac格式C4酶L90S, D170S突变。无色菌xylosoxidans19.8kb质粒介导210aaaac格式A4酶(protein Id;BAV17747)也有相似的突变(L90S, D170S)。年进一步报道了类似突变粘质沙雷氏菌3类整合子188aa长aacC4酶可能由于16aa延伸(蛋白Id。AAL10408)和霍乱弧菌192aa aacA4酶(蛋白Id。AAM52493),表明类似的整合子/质粒参与了偶联转移aac格式A4基因。当然,这种延长的酶没有被蛋白产物分析证实,反映了质粒介导的短活性酶报告的错误(表1).

其他大肠杆菌扩展aac3’-IV酶(258aa)有几个点突变(Y188H, R236Q;WP_064770919 vs. WP_064756331)和(A53G, A216G;WP_064769430 vs. WP_064769895)和(A53G, A241R, G247E;WP_064769430 vs. WP_072833186)。一个基因组克隆的美国血清可能编码266 aa酶,NH2末端延伸8aa和M1V,常见A53G突变(AN:LHLZ01000022;蛋白质Id。KNT82816)。同样,在k .肺炎基因组(AN: MPWC0100123和JMXV01000021)两种aacC4酶(蛋白id。OKB98731和KDJ63161)预测长度分别为255和254 aa,具有共同的A53G点突变。

Aac格式3 ' -VI酶大肠杆菌的T132S和A244V单点突变不同E. cloaceaeC6酶(蛋白id。WP_053271189 vs. AAA16194)和插入沙门氏菌血清基因组可能编码不同的乙酰转移酶(蛋白id。KNK91744和EHC71407)。

表达载体中的药物乙酰化酶

猫基因被引入多种DNA载体,如BAC载体pHL931 (protein Id。ALV82398);植物网关载体pB4cCGGW(蛋白Id;BAV44483);pDONRpEX18Gm表达载体(蛋白Id;AJW82929);orf选择载体pSOS (protein Id;ABK62679),还有很多要陈述的。Aac格式C1基因(177aa)分别克隆于pMQ175 (AN:FJ380062)、pCVD001 (AN:KM017942)、pSX (AN:JN703735)、pUCP24 (AN:HM368668)等多种表达载体中,并与β -内酰胺酶基因pEX18gmGW (AN:KM880127)、pLOXGen4 (AN:AJ401048)相关;与猫基因如pMpGWB236 (ANLC057515)、pJM101 (AN:KX782328)相关;并与AG磷酸转移酶基因如pBG51 (AN:KT192133)和pVZ324 (AN:AF100177)相关。在自杀载体pSUI3 (AN:KX863720)和BAC载体pHL931 (AN:KT362048)和克隆载体pHK11-apra (AN: AJ438947) 263aa long中克隆AacA4基因(267aa)aac格式a4型基因在氨基端和羧基端不相似。mdr基因在质粒中的广泛使用应受到控制,因为重组耐药细菌分离株可能被释放到环境中。

讨论

我们看到AAC酶在家庭细菌的质粒和染色体中广泛存在。最近Hasani等人评估了87例氨基糖苷类耐药鲍曼不动杆菌从伊朗四家医院分离出的病毒株aac格式(3')-Ia优势序列群(SG)包括ANT(2')-Ia和。APH(3)通过。APH(3’-Ia与阿米卡星和卡那霉素耐药有关,而ANT(2’)-Ia与庆大霉素和妥布霉素耐药有关,妥布霉素耐药与SG2相关aac格式(6) ib (92].许多细胞n -乙酰转移酶(NAT2)是已知的,但与CAT和AAC酶不同。

纹状棒状杆菌BM4687对庆大霉素和妥布霉素耐药,对卡那霉素A和阿米卡星敏感。93].纯化的蛋白质在C-3位乙酰化地贝克星为胺。许多染色体酶指定为aac格式A9,aac格式系,aac格式故事本来,aac格式A41,aac格式A43等已申报,但仍需进一步安置[94].此外,一种独特的双功能乙酰化酶,aac格式(6)——即-aph2 " -我被发现在葡萄球菌磁带染色体(95]以及中国肠球菌临床分离株[93]和Campilobacter分离株。

结论

由此得出结论,药物乙酰转移酶是高度多样化的。Cat基因虽然差异最小,但3 ' -和6 ' -乙酰转移酶(aac格式A1/C1)与非常多样化的β-内酰胺酶(bla)基因(Chakraborty, 2016)。氨基糖苷乙酰转移酶突变体的功能分析,但研究较少。由于这些基因与MBLs和acrAB/CD或mexAB/XY分流型质子药物外排基因相关,但在23kb质粒pRYC103T24 (AN:GQ293500;蛋白质Id。ADC80829)大肠杆菌说明氯霉素在自然界中污染程度较高,MDR基因进化最多。三维结构和关键活性位点的变化,更好的药物乙酰化基序和扩大的药物选择性必须解决,以设计新的药物对抗超级细菌。抗生素耐药性在世界范围内已达到警戒水平,所有耐多药基因必须在分子水平上仔细评估。更重要的是,三环具有许多- oh和- nh2乙酰化基团的氨基糖苷被指定为(I=1 ' -6 ',上),(II=1-6,中)和(III=1 " -6 ",下),但乙酰化偏好的数量将被仔细确定。虽然药物磷酸转移酶和腺苷转移酶与药物的各种O原子和n原子的作用非常相似,但这些酶与之没有相似之处aac格式C1或aac格式A1型酶表明药物修饰酶确实非常多样化[50].目前,MDR质粒中未见去乙酰酶的报道。因此,具有去乙酰酶基因的超级缀合质粒可以作为对抗空气和水中高度污染的药物修饰超级细菌的控制措施。我们正在研究来自加尔各答恒河的多重耐药细菌中的乙酰转移酶,数据表明存在多个异构体。从本质上讲,多药耐药基因如药物乙酰转移酶已经在人类健康和安全方面造成了非常严重的问题。新药开发似乎应该加快,但印度和其他人口负担沉重的亚洲国家的研发研究也应该适应植物抗生素、基因药物(反义、核酶、dicer-casper、miRNA)和DNA纳米技术应用等替代战略。

确认

我们感谢Dr. Smarajit Maity在研究期间的帮助,也感谢Dr. J B Medda在经济上的支持。

参考文献

全球科技峰会