MexY-Promoted Aminoglycoside Resistance in Pseudomonas aeruginosa: Involvement of a Putative Proximal Binding Pocket in Aminoglycoside Recognition
Notice bibliographique
Résumé
The resistance-nodulation-division (RND) family multidrug efflux system MexXY-OprM is a major determinant of aminoglycoside resistance in Pseudomonas aeruginosa, although the details of aminoglycoside recognition and export by MexY, the substrate-binding RND component of this efflux system, have not been elucidated. To identify regions/residues of MexY important for aminoglycoside resistance, plasmid-borne mexY was mutagenized and mutations that impaired MexY-promoted aminoglycoside (streptomycin) resistance were identified in a ΔmexY strain of P. aeruginosa. Sixty-one streptomycin-sensitive mexY mutants were recovered; among these, 7 unique mutations that yielded wild-type levels of MexY expression were identified. These mutations compromised resistance to additional aminoglycosides and to other antimicrobials and occurred in both the transmembrane and periplasmic regions of the protein. Mapping of the mutated residues onto a 3-dimensional structure of MexY modeled on Escherichia coli AcrB revealed that these tended to occur in regions implicated in general pump operation (transmembrane domain) and MexY trimer assembly (docking domain) and, thus, did not provide insights into aminoglycoside recognition. A region corresponding to a proximal binding pocket connected to a periplasm-linked cleft, part of a drug export pathway of AcrB, was identified in MexY and proposed to play a role in aminoglycoside recognition. To test this, selected residues (K79, D133, and Y613) within this pocket were mutagenized and the impact on aminoglycoside resistance was assessed. Mutations of D133 and Y613 compromised aminoglycoside resistance, while, surprisingly, the K79 mutation enhanced aminoglycoside resistance, confirming a role for this putative proximal binding pocket in aminoglycoside recognition and export. IMPORTANCE Bacterial RND pumps do not typically accommodate highly hydrophilic agents such as aminoglycosides, and it is unclear how those, such as MexY, which accommodate these unique substrates, do so. The results presented here indicate that aminoglycosides are likely not captured and exported by this RND pump component in a unique manner but rather utilize a previously defined export pathway that involves a proximal drug-binding pocket that is also implicated in the export of nonaminoglycosides. The observation, too, that a mutation in this pocket enhances MexY-mediated aminoglycoside resistance (K79A), an indication that it is not optimally designed to accommodate these agents, lends further support to earlier proposals that antimicrobials are not the intended pump substrates.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».