Enzymology of the bacterial cell wall recycling
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In dem Projekt wurden biochemisch interessante Enzyme des bakteriellen Zellwandstoffwechsels mechanistisch, strukturbiologisch und enzymkinetisch untersucht und charakterisiert. Wir entdeckten u.a. einen neuen Biosyntheseweg für UDP-MurNAc, die Vorstufe des Peptidoglykans, der den de-novo Biosyntheseweg umgeht, indem der Zellwandzucker MurNAc wiederverwertet wird. Wir charakterisierten die MurNAc-1P Uridylyltransferase MurU aus Pseudomonas putida aus diesem Stoffwechseweg, die ein mögliches Antibiotikatarget darstellt, und klärten die Kristallstruktur in Zusammenarbeit mit der Gruppe Thilo Stehle auf. Eine weitere Kristallstruktur, die der MurNAc-6P Etherase MurQ aus B. subtilis, ergab neue Einblicke in den Mechanismus dieses einzigartigen „Etherase“-Enzyms. Wir entdeckten ein neues Enzym, eine Exo-Muramidase, die z.Zt. charakterisiert wird. Darüber hinaus entwickelten wir einen empfindlichen Test auf Zellwandzucker unter Verwendung spezifischer Zellwandzuckerkinasen und konnte diesen Test sowie unsere methodische Expertise, in Massenspektrometrie und Metabolomics in Kollaboration einbringen, was zu Publikationen in renommierten Journalen wie Nature, Nature Biol. Chem und Nature Commun. führte.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2011) Peptidoglycan turnover and recycling in Gram-positive bacteria. Appl. Microbiol. Biotechnol., 92, 1-11
Reith J, Mayer C
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(2012) Bacterial cell wall recycling. In eLS. Encyclopedia of life science, John Wiley & Sons Ltd, Chichester
Mayer C
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(2013) A cell wall recycling shortcut that bypasses peptidoglycan de novo biosynthesis. Nature Chem. Biol. 9, 491- 493
Gisin J, Schneider A, Nägele B, Borisova M, Mayer C
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(2013) Increased cell wall teichoic acid production and D-alanylation are common phenotypes among daptomycin-resistant methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) clinical isolates. PLoS One 8(6): e67398
Bertsche U, Yang SJ, Kuehner D, Wanner S, Mishra NN, Roth T, Nega M, Schneider A, Mayer C, Grau T, Bayer AS, Weidenmaier C
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(2014) Blocking peptidoglycan recycling in Pseudomonas aeruginosa attenuates intrinsic resistance to fosfomycin. Microb. Drug. Res. 20, 231-237
Borisova M, Gisin J, Mayer C
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(2014) Sulphoglycolysis in Escherichia coli K-12 closes a gap in the biogeochemical sulphur cycle. Nature 507(7490), 114-117
Denger K, Weiss M, Felux A-K, Schneider A, Mayer C, Spiteller D, Huhn T, Cook AM, Schleheck D
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(2015) Crystal structure of the N-acetylmuramic acid α-1-phosphate (MurNAc-α1P) uridylyltransferase MurU, a minimal sugar-nucleotidyltransferase and potential drug target enzyme in Gram-negative pathogens. J. Biol. Chem. 290, 10804-13
Renner-Schneck M, Hinderberger I, Gisin J, Exner T, Mayer C, Stehle T
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(2015) Peptidoglycan perception: sensing bacteria by their common envelope structure, Int. J. Med. Microbiol. 305, 217-223
Bertsche U, Mayer C, Götz F, Gust AA
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(2015) Planctomycetes do possess peptidoglycan. Nat. Communications 6, 7116
Jeske O, Schüler M, Schumann P, Schneider A, Boedeker C, Jogler M, Bollschweiler D, Rohde M, Mayer C, Engelhardt H, Spring S and Jogler C
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(2016) The absence of a mature cell wall sacculus in stable Listeria monocytogenes L-form cells is independent of peptidoglycan synthesis. PLoS ONE 11(5): e0154925
Studer, P, Borisova, M, Schneider, A, Ayala, JA, Mayer, C, Schuppler, M, Loessner, M, Briers Y
