新しい非移動性コリスチン抵抗性酵素であるNMCR-2の特性評価：MCR-8の祖先への示唆

Characterization of NMCR-2, a New Non-Mobile Colistin Resistance Enzyme: Implications for an MCR-8 Ancestor.

• Saif Ullah
• Kai Ji
• Jun Li
• Yongchang Xu
• Chengjian Jiang
• Huimin Zhang
• Man Huang
• Youjun Feng

抄録

MCR-4 と MCR-8 は、現在進行中のコリスチン耐性の MCR ファミリーの 2 つのメンバーが最近発見された。MCR-4の水生リザーバーが提案されているが、MCR-8の起源とメカニズムは十分に理解されていない。ここでは、植物病原体Kosakonia pseudosacchariに由来する、これまで認識されていなかった非移動性コリスチン抵抗性酵素（NMCR-2と呼ばれる）を報告する。NMCR-2 (551aa)はMCR-8 (565aa)と67.3%の同一性を示す。NMCR-2はMCR-8の前駆体/前駆体として、MCRメンバーの系統図の中で位置づけられている。遺伝学的研究では、nmcr-2は表現型コリスチン抵抗性を生産する能力でMCR-8に匹敵することが明らかになった。生化学的解析の結果、これら2つの酵素は、ドナーのPE脂質基質からレシピエントの脂質A分子へのPEAの移動を触媒していることが明らかになった。タンパク質工学のさらなる実験では、NMCR-2の2つのモチーフ（TM領域と触媒ドメイン）は、MCR-1ではなく、MCR-8のそれと機能的に交換可能であることを示しています。大腸菌では、NMCR-2やMCR-8の生理的影響が検出されており、フィットネスコストを伴うことを特徴としている。NMCR-2 の作用・メカニズムは MCR-8 の作用・メカニズムと類似していることが明らかになった。このことから、MCR-2はMCR-8の前駆体である可能性があることが明らかになった。この論文は著作権で保護されています。無断転載を禁じます。

MCR-4 and MCR-8 are two recently-identified members of an ongoing MCR family of colistin resistance. Although that aquatic reservoir for MCR-4 is proposed, the origin and mechanism of MCR-8 is poorly understood. Here we report a previously-unrecognized non-mobile colistin resistance enzyme, termed NMCR-2, originating from the plant pathogen Kosakonia pseudosacchari. NMCR-2 (551aa) gives 67.3% identity to MCR-8 (565aa). NMCR-2 is placed as a progenitor/ancestor for MCR-8 in phylogeny of MCR members. Genetic study reveals that nmcr-2 is comparable to mcr-8 in the ability of producing phenotypic colistin resistance. Biochemical analyses determine that these two enzymes catalyze the transfer of PEA from the donor PE lipid substrate to the recipient lipid A molecule by a putative "ping-pong" trade-off. Further experiment of protein engineering demonstrates that the two motifs (TM region and catalytic domain) of NMCR-2 are functionally exchangeable with that of MCR-8, rather than MCR-1. Physiological impacts of nmcr-2 and/or mcr-8 are detected in Escherichia coli, featuring with fitness cost. Evidently, the action and mechanism of NMCR-2 is analogous to that of MCR-8. Therefore, our finding underlines that NMCR-2 might be a possible progenitor of MCR-8. This article is protected by copyright. All rights reserved.

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