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Structure-based classification of class A beta-lactamases, an update - 01/06/19

Doi : 10.1016/j.retram.2019.05.003 
Alain Philippon a, , Hervé Jacquier b, c, Etienne Ruppé c, d, Roger Labia e
a Faculté de Médecine Paris Descartes, Service de Bactériologie, Paris, France 
b AP-HP, Hôpital Lariboisière, Laboratoire de Bactériologie, Paris, France 
c INSERM, IAME, UMR 1137, Université Paris Diderot, IAME, UMR 1137, Sorbonne Paris Cité, France 
d AP-HP, Hôpital Bichat, Laboratoire de Bactériologie, F-75018 Paris, France 
e Laboratoire Universitaire de Biodiversité et d’Ecologie Microbienne, 6 Rue de l'Université, Quimper, France 

Corresponding author at: Université Paris Descartes, service de bactériologie, 24 rue du Faubourg Saint-Jacques, Paris 75014, France.Université Paris Descartesservice de bactériologie24 rue du Faubourg Saint-JacquesParis75014France
En prensa. Pruebas corregidas por el autor. Disponible en línea desde el samedi 01 juin 2019

Abstract

Beta-lactamase (EC 3.5.2.6) synthesis, particularly in Gram-negative bacilli, is a major mechanism of natural and acquired resistance to beta-lactams, sometimes accompanied by impermeability and/or active efflux. These enzymes have been classified into four molecular classes (A–D). The serine enzymes of class A, which may be encoded by the bacterial chromosome or transferable elements and are susceptible to clinically available inhibitors (clavulanic acid, sulbactam, tazobactam, avibactam), are prevalent considering other molecular classes (B,C,D). The continual rapid development of genomic approaches and tremendous progress in automatic sequencer technology have resulted in the accumulation of massive amounts of data. A structure-based classification of class A beta-lactamases based on specific conserved motifs involved in catalytic mechanisms and/or substrate binding (S70XXK, S130DN, K234TG), together with E166 (Ambler numbering) and at least 24 other amino-acid residues or analogs such as G45, F66, V80, L81, L91, L101, P107, A134, L138, G143, G144, G156, L169, T181, T182, P183, was validated on 700 amino-acid sequences, including 132 representative types, but mostly probable enzyme sequences, many produced by environmental bacteria. Two subclasses (A1, A2), six major clusters or groups (e.g. natural limited-spectrum beta-lactamases (LSBL), wider spectrum beta-lactamases (WSBL), and various other clusters were identified on the basis of conserved (> 90%) and specific motifs, and residues such as S70TFKAL, S130DNTAANL, R164XEXXLN, V231GDKTG for subclass A1, S70VFKFH, S130DNNACDI,E166XXM, and V231AHKTG for subclass A2, a probable disulfide bridge C77-C123 and G236, A237, G238, and R244 for the LSBL group. This great diversity of primary structures was used as the basis for a structure-based and phylogenetic classification.

El texto completo de este artículo está disponible en PDF.

Keywords : Class A beta-lactamases, Subclass, Cluster, Primary structure, Classification


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© 2019  Publicado por Elsevier Masson SAS.
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