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© Ahmed Haouz
Cristaux d'une protéine de Mycobacterium tuberculosis produits dans le cadre du Grand Programme Horizontal sur la Tuberculose à l'Institut Pasteur. La caractérisation structurale de protéines mycobactériennes aide à une meilleure compréhension de la physiologie et de la pathogénicité des mycobactéries et fournit un point de départ pour la conception de nouveaux agents antibactériens.
Publication : The Journal of biological chemistry

A step-by-step guide to bond cleavage and 1,6-anhydro-sugar product synthesis by a peptidoglycan-degrading lytic transglycosylase

Domaines Scientifiques
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Publié sur The Journal of biological chemistry - 26 Feb 2018

Williams AH, Wheeler R, Rateau L, Malosse C, Chamot-Rooke J, Haouz A, Taha MK, Boneca IG

Lien vers Pubmed [PMID] – 29483188

J. Biol. Chem. 2018 04;293(16):6000-6010

Lytic transglycosylases (LTs) are a class of enzymes important for the recycling and metabolism of peptidoglycan (PG). LTs cleave the β-1,4-glycosidic bond between -acetylmuramic acid (MurNAc) and GlcNAc in the PG glycan strand, resulting in the concomitant formation of 1,6-anhydro–acetylmuramic acid and GlcNAc. No LTs reported to date have utilized chitins as substrates, despite the fact that chitins are GlcNAc polymers linked via β-1,4-glycosidic bonds, which are the known site of chemical activity for LTs. Here, we demonstrate enzymatically that LtgA, a non-canonical, substrate-permissive LT from utilizes chitopentaose ((GlcNAc)) as a substrate to produce three newly identified sugars: 1,6-anhydro-chitobiose, 1,6-anhydro-chitotriose, and 1,6-anhydro-chitotetraose. Although LTs have been widely studied, their complex reactions have not previously been visualized in the crystalline state because macromolecular PG is insoluble. Here, we visualized the cleavage of the glycosidic bond and the liberation of GlcNAc-derived residues by LtgA, followed by the synthesis of atypical 1,6-anhydro-GlcNAc derivatives. In addition to the newly identified anhydro-chitin products, we identified trapped intermediates, unpredicted substrate rearrangements, sugar distortions, and a conserved crystallographic water molecule bound to the catalytic glutamate of a high-resolution native LT. This study enabled us to propose a revised alternative mechanism for LtgA that could also be applicable to other LTs. Our work contributes to the understanding of the mechanisms of LTs in bacterial cell wall biology.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29483188