Investigación
Workflow of the referenced study. From a structured database of phage lysin sequences (1), a set of architectural (domain composition, length, etc.) and physicochemical properties (net charge, hydrophobicity, hydrophobic moment, etc.) were differentially analyzed in connection with the class of the bacterial hosts of the original phages (2). In parallel, said properties were tested as a mean for distinguishing the Gram group of the bacterial host (3), concluding that lysins from Gram-negatives and Gram-positives are structurally diverse. The results achieved from these analyses were further discussed for deriving integrated conclusions on the relevance of certain lysin features (4).
01 Jun 2021
Descifrando la arquitectura de los enzibióticos, ¿las nuevas balas mágicas?
Un artículo reciente en la revista Journal of Virology, cofirmado por Roberto Vázquez, Ernesto García y Pedro García, del grupo Interacciones huésped-parásito en infecciones neumocócicas del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas, ha proporcionado un análisis actualizado de las principales características estructurales de las lisinas de fagos. Además, el estudio ha permitido aclarar la importancia evolutiva de varias propiedades arquitecturales de las lisinas, particularmente en el mecanismo de interacción con la superficie de las bacterias Gram-negativas.
Las enzimas líticas codificadas por fagos, también llamadas lisinas o enzibióticos, son una de las alternativas más prometedoras a los antibióticos clásicos. El potencial de las lisinas como nuevos antimicrobianos para combatir las bacterias resistentes a los antibióticos no solo surge de características tales como una menor probabilidad de provocar resistencia, sino también de su versatilidad para emplearse en distintas estrategias de ingeniería modular de proteínas. Actualmente se están utilizando módulos funcionales derivados de lisinas para el diseño de nuevos antimicrobianos con las propiedades deseadas.
El artículo publicado proporciona una perspectiva de la diversidad de las lisinas fágicas mediante el examen de un conjunto de genes de lisinas. De esta manera se han desentrañado las diferencias fundamentales entre las lisinas de los fagos que infectan bacterias con diferentes arquitecturas en su superficie y, por tanto, también la relevancia de determinadas propiedades en cuanto a su especialización en la lisis de estructuras específicas de la pared celular. Concretamente, se ha observado que las lisinas de fagos que infectan a bacterias Gram-negativas contienen mayoritariamente elementos similares a péptidos antimicrobianos (subdominios denominados AMP-like) que probablemente faciliten la unión a la membrana externa y su desestructuración para permitir la lisis eficiente de los hospedadores Gram-negativos.
Estos resultados proporcionan evidencias para sustentar algunas de las hipótesis comunes en la literatura actual ―como la mencionada presencia de subdominios AMP-like o el hecho de que las lisinas de fagos que infectan a Gram-negativas contienen un único módulo catalítico mientras que las de Gram-positivas son multimodulares―, así como también ponen a disposición de la comunidad científica una base de datos actualizada de secuencias de lisinas para futuros desarrollos.
Referencia: Sequence-function relationships in phage-encoded bacterial cell wall lytic enzymes and their implications for phage-derived products design. Vázquez R*, García, E, García, P. (2021) Journal of Virology 95:e00321-21. https://doi.org/10.1128/JVI.00321-21.