Mecanismo Catalítico, Inhibición y Evolución de Metalo-Beta-Lactamasas

ANTONELA ROCÍO PALACIOS; LISANDRO JAVIER GONZALEZ; GUILLERMO BAHR ; ESTEFANÍA GIANNINI; ALEJANDRO JOSÉ VILA; MA. AGUSTINA ROSSI; PABLO EMILIANO TOMATIS

Villa Carlos Paz

Congreso; XX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2017

Universidad Nacional de Río Cuarto

La resistencia a antibióticos es uno de las causas crecientes de mortalidad y morbilidad en la clínica que está creciendode manera alarmante. Las enzimas β-lactamasas representan el principal mecanismo de resistencia hacia antibióticosβ-lactámicos. En la última década, la diseminación mundial de los genes que codifican para metalo-β-lactamasas(MBLs) está limitando el uso de los antibióticos de última generación. Las MBLs son enzimas dependientes de zinc deamplio espectro, es decir, capaces de hidrolizar todos los antibióticos β-lactámicos. El diseño de inhibidores de estasenzimas se ha visto limitado por la diversidad estructural de las mismas, que poseen sitios activos topológicamentedivergentes.En nuestro grupo hemos estudiado los determinantes estructurales de la función de MBLs de distintas bacterias, yhemos dilucidado su mecanismo catalítico y el modo de reconocimiento de sustratos. En particular, hemos atrapado ycaracterizado espectroscópicamente un intermediario de reacción que se acumula en la hidrolisis de antibióticos portodas las MBLs, a pesar de diferencias estructurales. En base a estos estudios, hemos diseñado y sintetizado una seriede inhibidores inspirados en la unión de sustratos y la estabilización de este intermediario.También hemos usado la técnica de evolución dirigida in vitro como una herramienta de ingeniería proteica paraobtener enzimas de espectro de sustrato expandido. Estos estudios nos permiten anticipar la evolución de las mismasfrente a futuros desafíos funcionales en el ambiente clínico. El uso combinado de técnicas espectroscópicas, computacionales,cristalografía, RMN, química medicinal, biología molecular y microbiología representa el único enfoqueposible para poder resolver este problema de salud mundial.