폴리의 결핍

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2800(2023) 이 기사 인용

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Acinetobacter baumannii는 항 약물 메커니즘을 빠르게 조절하여 항생제에 내성을 가질 수 있는 병원 병원체입니다. 다제내성 A. baumannii는 우리 사회에 가장 위협적인 병원체 중 하나로 간주되어 왔습니다. 생물막 형성과 생물막 매트릭스 내의 지속적인 세포는 특히 병원에서 획득한 감염에서 다루기 힘든 문제로 인식됩니다. 폴리-β-1,6-N-아세틸-글루코사민(PNAG)은 A. baumannii 생물막의 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 여기에서 우리는 잔기 Ser411이 인산화된 PNAG 데아세틸라제인 AbPgaB1에 대한 단백질 인산화 조절을 발견했습니다. AbPgaB1의 인산화 조절은 탈아세틸화된 PNAG가 생산되어 생물막 생산에 반영되는 제품 회전율을 조절합니다. 우리는 PgaB 결핍 A. baumannii 균주가 가장 낮은 수준의 생물막 생성을 나타내지만 항생제 콜리스틴과 테트라사이클린에 대한 최소 억제 농도가 높다는 사실을 추가로 발견했습니다. 항생제 후 살균 효과와 항균 약물을 사용한 시간에 따른 사멸 분석을 기반으로 우리는 PgaB가 결핍된 A. baumannii가 콜리스틴 내성 세포로 전환된다고 주장합니다. 이 연구는 A. baumannii의 생물막 독립적 콜리스틴 내성 모델을 활용하여 임상 결과를 더 잘 이해하기 위해 그 특성과 메커니즘을 추가로 조사합니다.

최근 수십 년 동안 항생제 내성이 증가하면서 병원 내 병원성 감염의 위험이 높아졌습니다. 카바페넴 내성 아시네토박터 바우만니(Acinetobacter baumannii)는 중증 환자에서 종종 생명을 위협하는 기회 감염의 일반적인 원인입니다. 카바페넴분해효소의 발현은 약물 내성 병원체에서 카바페넴 내성을 부여하는 가장 중요한 메커니즘입니다1,2. 외부 막 포린의 손실3,4, 페니실린 결합 단백질의 차등적 발현5, 유출 시스템의 과잉 생산6과 같은 증거도 A. baumannii의 카바페넴 내성과 관련이 있는 것으로 설명되었습니다. 생물막 형성을 통해 A. baumannii는 다양한 환경에서 식민지화할 수 있으며 일반적으로 독성과 관련이 있습니다7,8. 생물막 형성을 시작하는 첫 번째 단계는 플랑크톤 세포가 생물적 또는 비생물적 표면에 부착되어야 한다는 것입니다. 세포-세포 접착 및 세포 증식 절차를 통해 생물막 구조는 성숙하고 새로운 환경으로 분산될 때 플랑크톤 생활 방식을 재개합니다. CsuA/BABCDE pili usher-chaperone 조립 시스템9,10, BfmS/BfmR 2성분 시스템11, 외막 단백질 OmpA12,13, 생물막 관련 단백질14,15을 포함하여 A. baumannii의 생물막 형성과 관련된 여러 요인이 확인되었습니다. , 자가유도물질 합성효소 AbaI16 및 폴리베타-1-6-N-아세틸글루코사민(PNAG) 합성에 필요한 단백질 복합체 PgaABCD.

부분적으로 탈아세틸화된 PNAG(dPNAG)는 A. baumannii17, Aggregatibacter spp.18, Bordetella pertussis19,20, Klebsiella pneumonia21, Staphylococcus aureus22 및 S. epidermidis23과 같은 여러 인간 병원체에서 생물막을 구조화하는 데 필요한 엑소폴리사카라이드로 간주됩니다. 엑소폴리사카라이드 dPNAG는 A. baumannii17에서 PgaABCD 시스템을 통해 중합되고 전위됩니다. E. coli의 상동 시스템은 PNAG 중합에 PgaC와 PgaD가 필요하다는 것을 보여줍니다. 중합된 PNAG는 PgaB에 의해 부분적으로 탈아세틸화되고 이후 PgaA24에 의해 전위됩니다. E. coli 녹아웃 균주의 생물막 검출 결과는 PgaA 및 PgaB가 PNAG 전위에 필요한 반면 PgaC 결실 균주는 검출할 수 없는 중합된 PNAG를 보유하고 있음을 보여주었습니다. PNAG 운반체 PgaA는 dPNAG25에 대한 초기 결합을 위해 β-배럴 분비 기공 내부에 여러 개의 음전하를 띤 잔기를 보유하고 있습니다. 부위 지정 돌연변이 및 생물막 검출은 PgaA 분비 기공의 음전하 잔기가 양전하 dPNAG25와 상호 작용하는 것을 선호한다는 것을 보여주었습니다. 그러므로, 완전히 아세틸화된 PNAG는 생물막을 지지하는 세포외다당류 역할을 하기 위해 외부로 수출되는 것으로 간주되지 않습니다.