In Silico Screen and Structural Analysis Identifies Bacterial Kinase Inhibitors which Act with β-Lactams To Inhibit Mycobacterial Growth
Notice bibliographique
Résumé
New tools and concepts are needed to combat antimicrobial resistance. Actinomycetes and firmicutes share several eukaryotic-like Ser/Thr kinases (eSTK) that offer antibiotic development opportunities, including PknB, an essential mycobacterial eSTK. Despite successful development of potent biochemical PknB inhibitors by many groups, clinically useful microbiologic activity has been elusive. Additionally, PknB kinetics are not fully described, nor are structures with specific inhibitors available to inform inhibitor design. We used computational modeling with available structural information to identify human kinase inhibitors predicted to bind PknB, and we selected hits based on drug-like characteristics intended to increase the likelihood of cell entry. The computational model suggested a family of inhibitors, the imidazopyridine aminofurazans (IPAs), bind PknB with high affinity. We performed an in-depth characterization of PknB and found that these inhibitors biochemically inhibit PknB, with potency roughly following the predicted models. A novel X-ray structure confirmed that the inhibitors bound as predicted and made favorable protein contacts with the target. These inhibitors also have antimicrobial activity toward mycobacteria and nocardia. We demonstrated that the inhibitors are uniquely potentiated by β-lactams but not antibiotics traditionally used to treat mycobacteria, consistent with PknB's role in sensing cell wall stress. This is the first demonstration in the phylum actinobacteria that some β-lactam antibiotics could be more effective if paired with a PknB inhibitor. Collectively, our data show that in silico modeling can be used as a tool to discover promising drug leads, and the inhibitors we discovered can act with clinically relevant antibiotics to restore their efficacy against bacteria with limited treatment options.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».