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Crystallographic Study of Peptidoglycan Biosynthesis Enzyme MurD: Domain Movement Revisited

Authors :
Hélène Barreteau
Anamarija Zega
Roman Šink
Miha Kotnik
Carlos Contreras-Martel
Andréa Dessen
Didier Blanot
Stanislav Gobec
Faculty of Pharmacy
University of Ljubljana
Lek Pharmaceuticals, Ljubljana
Enveloppes Bactériennes et Antibiotiques
Département Microbiologie ( Dpt Microbio )
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut de biologie structurale ( IBS - UMR 5075 )
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA )
Département Microbiologie (Dpt Microbio)
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075 )
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
PLoS ONE, PLoS ONE, Public Library of Science, 2015, 11 (3), pp.e0152075. 〈10.1371/journal.pone.0152075〉, PLoS ONE, 2015, 11 (3), pp.e0152075. ⟨10.1371/journal.pone.0152075⟩, PLoS ONE, Public Library of Science, 2015, 11 (3), pp.e0152075. ⟨10.1371/journal.pone.0152075⟩, 'PloS One ', vol: 11, pages: e0152075-1-e0152075-17 (2016), PLoS ONE, Vol 11, Iss 3, p e0152075 (2016)
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

International audience; The biosynthetic pathway of peptidoglycan, an essential component of bacterial cell wall, is a well-recognized target for antibiotic development. Peptidoglycan precursors are synthesized in the bacterial cytosol by various enzymes including the ATP-hydrolyzing Mur ligases, which catalyze the stepwise addition of amino acids to a UDP-MurNAc precursor to yield UDP-MurNAc-pentapeptide. MurD catalyzes the addition of D-glutamic acid to UDP-MurNAc-L-Ala in the presence of ATP; structural and biochemical studies have suggested the binding of the substrates with an ordered kinetic mechanism in which ligand binding inevitably closes the active site. In this work, we challenge this assumption by reporting the crystal structures of intermediate forms of MurD either in the absence of ligands or in the presence of small molecules. A detailed analysis provides insight into the events that lead to the closure of MurD and reveals that minor structural modifications contribute to major overall conformation alterations. These novel insights will be instrumental in the development of new potential antibiotics designed to target the peptidoglycan biosynthetic pathway.

Details

Language :
English
ISSN :
19326203
Database :
OpenAIRE
Journal :
PLoS ONE, PLoS ONE, Public Library of Science, 2015, 11 (3), pp.e0152075. 〈10.1371/journal.pone.0152075〉, PLoS ONE, 2015, 11 (3), pp.e0152075. ⟨10.1371/journal.pone.0152075⟩, PLoS ONE, Public Library of Science, 2015, 11 (3), pp.e0152075. ⟨10.1371/journal.pone.0152075⟩, 'PloS One ', vol: 11, pages: e0152075-1-e0152075-17 (2016), PLoS ONE, Vol 11, Iss 3, p e0152075 (2016)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....892bbebac60754c4cfcfa3ff065134e0
Full Text :
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0152075〉