Dos endolisinas con elevada actividad antineumocócica han sido caracterizadas estructural y funcionalmente por científicos del IQFR, el CIB y la Universidad de Salamanca.

Las endolisinas, codificadas por bacteriófagos para permitir que la progenie del fago salga de la bacteria huésped, constituyen una nueva clase de antimicrobianos y una de las principales alternativas a los antibióticos clásicos en la lucha contra las bacterias multirresistentes a los antibióticos. Hemos caracterizado dos endolisinas, Skl y Pal, que matan eficaz y selectivamente a Streptococcus pneumoniae, uno de los principales agentes causantes de patologías mortales a nivel mundial. El trabajo es, por otra parte, la primera aproximación a la estructura atómica de ambas endolisinas, mostrando que sus módulos catalíticos de tipo CHAP (Skl) y Amidasa_5 (Pal) tienen una topología común de tipo papaína, y que los dominios Amidasa_5 actúan como cisteín-peptidasas. Se han identificado residuos potencialmente implicados en la unión del sustrato y la estabilización del intermedio formado durante la catálisis, y la existencia de un sitio de unión a calcio en Skl que explica su dependencia del catión para la catálisis. Los módulos de unión a la pared (CBDs), homólogos en ambas endolisinas, contienen seis sitios de unión a colina cuya saturación promueve la formación de dímeros con una estructura global similar, compartida también por otras lisinas de neumococo dependientes de colina con otros dominios catalítico y especificidad de enlace, lo que evidencia su adaptación evolutiva a la estructura de la pared celular de S. pneumoniae. Finalmente, los estudios bioquímicos contribuyen a la comprensión de cómo Pal y Skl acceden a los enlaces potencialmente hidrolizables durante la lisis desde el exterior de la bacteria, y que la activación de ambas endolisinas por DTT no tiene lugar, únicamente, por reversión de la posible oxidación de la cisteína catalítica. Comprender estos procesos a nivel molecular es clave para entender de qué manera la estructura global de la pared celular bacteriana puede llegar a modular e incluso anular la eficiencia como antimicrobiano de una determinada endolisina, un problema clave en su utilización en entornos clínicos o tecnológicos.

Reference: C. Gallego-Páramo, N. Hernández-Ortiz, R. M. Buey, P. Rico-Lastres, G. García, J. F. Díaz, P. García, M. Menéndez. (2021) Structural and functional insights into Skl and Pal endolysins, two cysteine-amidases with anti-pneumococcal activity. Dithiothreitol (DTT) effect on lytic activity. Front. Microbiol. 12:740914. doi: 10.3389/fmicb.2021.740914.