Abstrakt

Komplexitäts-, Heterogenitäts- und Mutationsanalyse von Antibiotika-inaktivierenden Acetyltransferasen in MDR-konjugativen Plasmiden, die Multiresistenz verleihen

Asit Kumar Chakraborty, Mitali Maity, Sabuj Patra, Suchismita Mukherjee und Tanmoy Mondal

Arzneimittel-Acetylierungstransferasen ( AAC ) sind Enzyme, die Aminoglykosid-Antibiotika durch Acetylierung der O- und N-Atome im Arzneimittel inaktivieren. AAC- Gene wurden in bakteriellen Plasmiden und Integronen vieler pathogener Bakterien nachgewiesen, die Arzneimittelresistenzen entwickeln. Das einzigartige CAT-Enzym, das Chloramphenicol an der 1'- und 3'-OH-Gruppe acetylieren konnte, wurde früh entdeckt und weitgehend als Reportergen in Expressionsvektoren verwendet. Aminoglykosid-6'-N-Acetylierungsenzyme wurden hauptsächlich als acc6'-Ia bis aac 6'-If klassifiziert und Gene als aac A1 bis aac A8 bezeichnet, aber auch Isomere des Typs aac A16 oder aac A41 wurden sequenziert. Die Isomere aac A3, aac A4 und aac A8 sind im Gegensatz zu anderen aac A1-Isomeren sehr identisch . Aminoglykoside 3'-Acetylierungsenzyme wurden als aac 3'-Ia bis aac 3'-Xa bezeichnet und Gene als aac C1 bis aac C10. Sequenzanalysen deuteten darauf hin, dass aac 2', aac 4' und bifunktionelle Enzyme ( aac 6'- aph 2'') verschiedene Klassen von Acetylierungsenzymen waren. Aber das an der Ciprofloxacin-Resistenz beteiligte aac 6'-1b-cr-Protein ähnelte aac 6'-1b mit Punktmutationen. Interessanterweise hat das cat-Gen keine Ähnlichkeit mit den Genen aac A1 oder aac C1 und wurde bisher als nicht-klinischen Ursprungs ignoriert. Doch nun wurde das Gen catB3 in vielen MDR-Plasmiden von Krankheitserregern wie Shigella flexneri (pR100), Yersinia pestis (pIP1202), Escherichia coli (pNR1), Pseudomonas aeruginosa (pOZ176), Klebsiella pneumoniae (pNDM-MAR) und Salmonella enterica (pHXY0908) nachgewiesen. Solche Plasmide wurden auch häufig mit den Enzymen acc3' und aac 6' assoziiert, darunter divergierende ß-Lactamase-Gene ( bla TEM, bla NDM, bla CTX-M usw.) und Arzneimittel-Efflux-Gene (acrAB, mexAB/CD/XY, tetA/S) sowie die Gene für AG-Adenyltransferasen (aad) und AG-Phosphotransferasen (aph). Das Auftreten von cat-, amp- und tet-Genen in konjugativen Plasmiden von Superbakterien ist sicherlich beängstigend, da diese Gene zufällig in Expressionsvektoren für RDT-Arbeiten verwendet werden. Die Unterschiede zwischen den Arzneimittelacetylierungsenzymen waren sehr hoch, was auf mehrere Mechanismen ihrer Entstehung schließen lässt.