OBPgp279

OBPgp279 (proteína genómica OBP 279) es una endolisina que hidroliza el peptidoglicano , un componente principal de la membrana bacteriana. ^{[ 1 ]} OBPgp279 se encuentra en el fago OBP de Pseudomonas fluorescens , que pertenece a la familia Myoviridae de bacteriófagos . Debido a su función en la hidrólisis de la capa de peptidoglicano, OBPgp279 es una enzima clave en el ciclo lítico del bacteriófago OBP; permite que el bacteriófago lise internamente a su huésped para escapar. A diferencia de otras endolisinas, OBPgp279 no depende de holinas para perforar la membrana bacteriana interna y así alcanzar la capa de peptidoglicano. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Aunque OBPgp279 no es una enzima bien estudiada , ha generado interés como una proteína antibacteriana potencial debido a su actividad contra bacterias gramnegativas multirresistentes . ^{[ 3 ]}

Se predice que el mecanismo de OBPgp279 pertenece a la familia 19 de hidrolasas de glicósidos (GH19) debido a la presencia de un motivo de secuencia conservado (motivo de secuencia general = [FHY]-GRG-[AP]-ζ-Q-[IL]-[ST]-[FHYW]-[HN]-[FY]-[NY], ζ = aminoácido hidrofílico) en el dominio catalítico de la enzima. ^{[ 1 ] [ 5 ]} GH19 es un grupo de enzimas endoactivas que hidrolizan los enlaces glucosídicos de la N - acetilglucosamina (GlcNAc) β-1,4-ligada, típicamente dentro de la quitina; sin embargo, algunas enzimas de esta familia también demuestran actividad lisozima . ^{[ 1 ]}

Dado que las paredes celulares bacterianas no contienen quitina, la OBPgp279 hidroliza la GlcNAc unida mediante enlaces β-1,4 en el peptidoglicano. ^{[ 2 ]} La hidrólisis de la GlcNAc unida mediante enlaces β-1,4 es catalizada por dos residuos de glutamato en el lado activo, uno que actúa como ácido general y otro que actúa como base general. ^{[ 6 ]}

Existe información limitada sobre el mecanismo catalítico de OBPgp279. Sin embargo, dado que OBPgp279 forma parte de GH19, es posible inferir la estructura de la unión de OBPgp279 al peptidoglicano a partir de la unión del sustrato de la familia 19 de glicósido hidrolasas. ^{[ 4 ]} La figura de la derecha muestra un ejemplo de la unión de una glicósido hidrolasa de la familia 19 a la quitina. Es muy probable que OBPgp279 tenga un sitio activo similar, pero se une al peptidoglicano en lugar de a la quitina.

Debido a la actividad de OBPgp279 sobre GlcNAc unido mediante enlaces β-1,4, es probable que OBPgp279 sea una endolisina N-acetilmuramidasa (similar a la lisozima ) que hidroliza el componente de la cadena principal de azúcar del peptidoglicano en el lado reductor de GlcNAc. ^{[ 7 ]}

El dominio catalítico de la enzima reside en la región C-terminal de la misma. También se predice que OBPgp279 contiene dominios de unión al peptidoglicano; dado que OBPgp279 contiene dos motivos de dominio de unión al peptidoglicano en su región N-terminal (motivo de secuencia general = DG-(Pho)2-GK/NG/NT, Pho = aminoácido hidrofóbico), es probable que contenga dos dominios de unión al peptidoglicano, como se muestra en el esquema a continuación. ^{[ 1 ] [ 8 ]}

OBPgp279 ha captado la atención como un antibiótico potencial debido a la creciente prevalencia de bacterias gramnegativas multirresistentes . ^{[ 9 ]} Por lo general, la mayoría de las endolisinas dependen de la holina para alcanzar la capa de peptidoglicano de las bacterias gramnegativas. Esto limita su eficacia como antibióticos independientes; sin holinas ni ningún permeabilizador de membrana, tienen baja penetración de membrana. En contraste, OBPgp279 es capaz de penetrar la membrana externa bacteriana para alcanzar la capa de peptidoglicano sin necesidad de holinas ni ningún permeabilizador de membrana. ^{[ 2 ]}

Además, a diferencia de la mayoría de las endolisinas, OBPgp279 demuestra una alta eficacia contra una variedad de bacterias en lugar de ser específica de una especie. ^{[ 1 ]} En comparación con los antibióticos de molécula pequeña, OBPgp279 también tiene las ventajas de una baja probabilidad de resistencia bacteriana, especificidad hacia las bacterias patógenas y eficacia en superficies mucosas . ^{[ 10 ]}

En 2013, el profesor Rob Lavigne de la Universidad Católica de Lovaina (KU Leuven) modificó la OBPgp279 añadiendo un nonapéptido policatiónico a su extremo C-terminal, mejorando así su eficacia como antibiótico. ^{[ 9 ]} La adición del nonapéptido policatiónico mejoró la reducción logarítmica de la OBPgp279 contra diversas bacterias gramnegativas y grampositivas hasta en tres logaritmos. Esta mejora probablemente se deba a una mayor penetración de la membrana externa, causada a su vez por una interacción electrostática favorable entre el nonapéptido catiónico y la membrana bacteriana con carga negativa. ^{[ 11 ]} La OBPgp279 modificada, junto con la plataforma tecnológica de ingeniería, es propiedad actualmente de Boehringer Ingelheim Vetmedica. ^{[ 12 ]}

El principal inconveniente de trabajar con OBPgp279 y otras endolisinas es su inmunogenicidad . Si bien los estudios demuestran que los anticuerpos no afectan la eficacia de las endolisinas en modelos animales , es necesario controlar la inmunogenicidad si se pretende utilizar OBPgp279 con fines médicos. ^{[ 13 ]}