Войти
| Дисперсин В | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Ленточная диаграмма Дисперсина В | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 3.2.1.52 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Запись BRENDA | ||||||||
| ExPASy | Обзор NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Запись KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| PRIAM | профиль | ||||||||
| структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
Дисперсин B (также известная как DspB или DispersinB ) представляет собой 40 кДа гликозидгидролазу, продуцируемую патогеном пародонта, Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Бактерии выделяют Дисперсин B, чтобы высвободить прикрепленные клетки из колонии зрелой биопленки, нарушая формирование биопленки. Фермент катализирует гидролиз линейных полимеров N-ацетил-D-глюкозаминов, обнаруженных в матрицах биопленок. Полиацетилглюкозамины являются неотъемлемой частью структурной целостности биопленок различных грамположительных бактерий и грамотрицательных бактерий и в терминологии обозначаются как PIA (PNAG, PS / A). виды Staphylococcus и PGA в Escherichia coli. Разлагая матрицу биопленки, Дисперсин B позволяет высвобождать бактериальные клетки, которые могут прилипать к новым поверхностям поблизости и расширять биопленку или создавать новые колонии. В настоящее время существует интерес к Дисперсину B как к коммерческому антибиотикопленочному агенту, который можно комбинировать с антибиотиками для лечения бактериальных инфекций.
Структура поли-N-ацетил-D-глюкозамина Дисперсин B продуцируется Aggregatibacter actinomycetemcomitans, грамотрицательной бактерией полости рта, когда ей необходимо отделить и рассеять прилипшие бактериальные клетки. A. actinomycetemcomitans образует асимметричные лопастные колонии из биопленки, которые высвобождают отдельные клетки или небольшие кластеры бактериальных клеток, которые могут прикрепляться к близлежащим поверхностям, образовывать новые колонии и обеспечивать распространение биопленки. Биопленка - это матрица из внеклеточных полимерных веществ, которые синтезируются бактериями. Структурная целостность биопленки зависит от поли-N-ацетилглюкозамина (PGA), внеклеточной ДНК и белковых адгезинов. Он позволяет бактериям прилипать к поверхности хозяина, защищает бактериальные клетки от защиты хозяина, приводит к повышению устойчивости к антибиотикам и обеспечивает защищенную среду с микроканалами для потока воды и других важных питательных веществ. Гидролизуя PGA, Dispersin B нарушает формирование матрицы биопленки и позволяет высвободиться прилипшим клеткам. Также было показано, что дисперсин B вызывает отслоение клеток биопленки, которые прилипли к абиотическим поверхностям, а также дезагрегацию высоко автоагрегированных скоплений бактериальных клеток.
Однодоменный диспергатор B: Ствол TIM (основная конструкция) показан синим цветом. α-Спирали представлены цилиндрами, а β-нити представлены стрелками Трехмерная структура дисперсина B была определена путем экспрессии белка в E. coli, очистки его от культур и кристаллизации в ортооромбической пространственной группе C222. 1 с одной молекулой в асимметричной единице. Это белок из 361 аминокислоты, состоящий из одного домена. Основная субструктура состоит из остатков 1-60 и остатков 91-358, которые складываются в β / α структуру типичного цилиндра TIM. Петля β4 содержит два высококонсервативных остатка Asp183 и Glu184, которые являются частью активного сайта фермента, большой полости в центре чашеобразной молекулы дисперсина B. Связывание и расщепление олигомерного субстрата в активном центре дисперсина B было изучено, чтобы узнать больше о ферментативной деградации. Обращенную фазу ВЭЖХ использовали для анализа продуктов гидролиза субстратов с разной степенью полимеризации. Было показано, что удлинение цепи субстрата увеличивает каталитическую эффективность Дисперсина B. Субстрата со степенью полимеризации, равной пяти, недостаточно для полного заполнения субсайта. Карбамат субстрат также улучшает активность субстрата. фермента относительно эталонного субстрата 4-нитрофенил-N-ацетил-β-D-глюкозамина.
Дисперсин B представляет собой β-гексозаминидазу, которая специфически гидролизует β-1,6-гликозид связи полимеров ацетилглюкозамина, обнаруженных в матрицах биопленок. Являясь членом семейства 20 β-гексозаминидаз, он отщепляет концевые моносахаридные остатки от невосстанавливающего конца полимеров. Активный центр Дисперсина B содержит три высококонсервативных кислотных остатка: аспарагиновую кислоту по остатку 183 (D183), глутаминовую кислоту по остатку 184 (E184) и глутаминовую кислоту по остатку 332 (E332). В предлагаемом механизме E184 служит кислотой / основанием и отдает протон -OR на C1. Кристаллографические данные свидетельствуют о том, что происходит катализ с помощью субстрата, и считается, что D183 способствует активации N-ацетильной группы, которая действует как нуклеофильная при атаке C1. Затем вода атакует аномерный центр, высвобождая расщепленный полимер из активного центра с сохранением аномерной конфигурации. (Таким образом, показанный ниже механизм неверен). Использование соседней C2-ацетамидной группы субстрата отличается от большинства β-гликозидаз, которые в своих механизмах используют карбоксильную группу в качестве нуклеофила. Хотя E332 расположен дальше от аномерного углерода, более низкая активность Dispersin B с мутацией E332Q предполагает, что он важен для катализа. Это может иметь решающее значение для стабилизации переходного состояния отщепления концевого моносахарида.
Активный сайт дисперсина B: E184 показан синим цветом. D183 показан розовым цветом. E332 показан желтым. 
Предлагаемый механизм диспергирования B: E184 показан синим. D183 показан розовым цветом. E332 не показан.Дисперсин B может быть полезен для лечения и профилактики инфекций, связанных с биопленками, вызванных бактериями, продуцирующими поли-N-ацетилглюкозамин. Дисперсин B предотвращал образование биопленки S. epidermidis, что свидетельствует о том, что высвобождающие биопленку ферменты могут проявлять активность широкого спектра и могут быть потенциальными антибиотиками.
Дисперсин B коммерчески доступен разработан канадской биотехнологической компанией Kane Biotech, Inc. в качестве геля для ухода за раной и покрытия для медицинских устройств. Внешний и внутренний катетеры, покрытые комбинацией дисперсина B и триклозана. Было показано, что эти катетеры столь же эффективны для предотвращения бактериальной инфекции, как и уже имеющиеся в продаже катетеры, покрытые хлоргексидином - сульфадиазином. Эти данные подтверждают, что дисперсин B проявляет синергетическую активность в сочетании с антибиотиками. Было также показано, что карбаматные субстраты улучшают активность фермента по сравнению с эталонным субстратом 4-нитрофенил-N-ацетил-β-D-глюкозамином. Дисперсин B фармацевтического качества был успешно произведен компанией BioVectra, Inc., Шарлоттаун, P.E.I., Канада, и в настоящее время проходит испытания на биосовместимость. Клинические испытания для проверки эффективности дисперсина B для лечения и профилактики язв диабетической стопы и пролежней должны начаться в 2010 году.
