Деградация капсульного полисахарида K2 Klebsiella pneumoniae деполимеразой бактериофага не требует образования тримера

Klebsiella pneumoniae с капсулой K2 — гипервирулентный патоген, вызывающий смертельные инфекции. В настоящей работе описан белок хвостового шипа фага, названный K2-2, который специфически деполимеризует капсульный полисахарид (CPS) K2 у K. pneumoniae до тетрасахаридных повторяющихся звеньев. Почти половина продуктов содержала O-ацетилирование, которое, как считалось, имеет ключевое значение для иммуногенности CPS. Структуры этого тримерного фермента в комплексе с продуктами реакции выявили межсубъединичные желобки связывания углеводов, каждый из которых вмещает три тетрасахаридных звена CPS K2. Каталитические остатки и ключевые взаимодействия, ответственные за распознавание CPS K2, были идентифицированы и подтверждены сайт-направленным мутагенезом. Дальнейшая биофизическая и функциональная характеристика, а также структура тетрамерной формы K2-2 показали, что формирование межсубъединичного каталитического центра не требует тримеризации, которая может быть почти полностью нарушена мутацией одной аминокислоты в C-концевом домене. Полученные данные о сборке и катализе K2-2 создают основу для разработки гликоконъюгатных вакцин против инфекции, вызываемой K. pneumoniae. ВАЖНОСТЬ: Получение фрагментов капсульных полисахаридов патогенных бактерий, содержащих ключевые антигенные детерминанты для разработки вакцин, по-прежнему сопряжено с трудностями. Значение C-концевого участка белка хвостового шипа фага (TSP) для его укладки и образования тримера остается практически неизученным. Описанная здесь полисахаридная деполимераза способна деполимеризовать CPS K2 у K. pneumoniae до тетрасахаридных фрагментов, сохраняя жизненно важную модификацию O-ацетилирования, необходимую для иммуногенности. Благодаря тщательной характеристике фермента, определению его трехмерных структур, проведению сайт-направленного мутагенеза и оценке антимикробной эффективности мутантных ферментов против K. pneumoniae K2 мы получили ценные сведения о механизме, посредством которого этот фермент распознает...