Genomic Enzymology Study of the Aminoglycoside Antibiotic Acetyltransferases
Notice bibliographique
Résumé
Since their discovery over 40 years ago, considerable knowledge has been obtained on the diversity, and structure-function relationships of aminoglycoside acetyltransferases (AACs), responsible for antibiotic resistance among priority clinical pathogens. In recent years, investigations have expanded to biochemical characterizations of AACs found in environmental reservoirs. The successful design of next-generation aminoglycosides (AGs) depends on an up-to-date understanding of the broader AG resistome. Towards this goal, I present the first structural analysis for the unique apramycin modifying enzyme, ApmA. Apramycin is a veterinary antibiotic that is in development for clinical use. The atypical chemical scaffold provides inherent protection from many clinically relevant resistance mechanisms. Prior to the work presented herein, apmA was an uncharacterized apramycin resistance element among environmental species. I heterologously expressed and subsequently purified ApmA to characterize the nature of resistance towards this unique aminoglycoside. The results report the first acetyltransferase of the left-handed β-helix (LβH) superfamily involved in AG detoxification. Secondly, I completed a comprehensive characterization of ApmA utilizing a structurally diverse panel of AGs for susceptibility testing, protein engineering, steady-state kinetics, and x-ray crystallography. Through these approaches, I establish the structural and functional features that define ApmA’s place within the LβH superfamily and set it apart from other known AACs. The biochemical data presented describes a chemical mechanism dependent on the substrate specificity. Furthermore, I describe the molecular determinants behind AG-modification of clinically relevant AGs. Lastly, I describe the first comprehensive structural and functional study of clinical and environmental Antibiotic_NAT (A_NAT) inactivating enzymes. A pan-family antibiogram was obtained and mapped to the reconstructed phylogeny for the A_NAT family. Crystallographic analysis of representatives from each clade was completed with our collaborators from the University of Toronto. Through the analysis of several ligand-bound A_NAT complexes, I contributed to the elucidation of structural features responsible for substrate specificity. The collective findings from these chapters have extended the protein landscape involved in AG-acetylation from one commonly used fold to three distinct architectures, each unique in underlying chemical mechanism and dissemination.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».