Journal de thermodynamique et de catalyse
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Abstrait

Effets de la liaison protonique sur les propriétés thermodynamiques des complexes enzyme-antibiotique de l'aminoglycoside nucléotidyltransférase (2³)-Ia

Edward Wright et Engin H. Serpersu

L'aminoglycoside nucléotidyltransférase (2″)-Ia (ANT) catalyse la modification covalente de certains antibiotiques aminoglycosides et confère une résistance aux bactéries qui possèdent cette enzyme. Des expériences de calorimétrie de titration isotherme (ITC) utilisant deux substrats structurellement similaires (kanamycine A et kanamycine B) et un inhibiteur structurellement différent (néomycine) ont été réalisées pour déterminer les effets du pH et de la liaison protonique sur les propriétés thermodynamiques des complexes enzyme-aminoglycoside. Les données ont montré qu'il y avait une diminution du pKa pour un ou plusieurs groupes carboxyle sur l'enzyme qui interagit avec le groupe 2′-amino de la néomycine ou de la kanamycine B. L'état de protonation de ce site a exercé un effet significatif sur l'affinité de liaison du ligand à l'ANT. Les expériences d'ITC ont également montré que la perte d'affinité à des valeurs de pH plus élevées n'était pas aussi prononcée pour la néomycine que pour les kanamycines. Cette différence est le résultat de pKa plus élevés pour la néomycine libre qui sont décalés vers le haut dans le complexe ANT–néomycine. La diminution de l'affinité et les différences de protonation liée à la liaison au-dessus et en dessous du pH optimal ne peuvent pas être entièrement expliquées par ces deux facteurs. Par conséquent, la formation de complexes ANT–aminoglycoside implique la protonation et la déprotonation de multiples groupes fonctionnels à la fois sur le ligand et l'enzyme qui contribuent également au profil de pH de la formation du complexe.