新德里金属β内酰胺酶-1序列和抗药性的生物信息学分析

摘要

在2009年报导的新德里金属-β-内酰胺酶-1(NDM-1)是“超级细菌”的一种主要的抗药物酶,具有通过基因重组在不同物种间转移的潜力,而且它具有广谱耐药性,目前已知的抗生素中,仅替加环素对其有抑制作用.本文旨在通过生物信息学技术探索NDM-1的基因重组的方式,并利用分子对接方法研究替加环素抑制NDM-1的分子机制.通过对一系列金属-β-内酰胺酶的氨基酸序列的进化树分析,发现三种来自海洋生物的蛋白与NDM-1具有较近的功能类似性,而相应编码基因的进化树分析发现仅其中一种与NDM-1有较近的进化距离.GC含量分析也发现NDM-1上游100～350bp剧烈波动,而在编码区段与该种基因的GC含量较为相似.因此认为NDM-1基因可能通过该基因水平转移的获得其特殊的功能.另外,通过半柔性分子对接,对NDM-1与替加环素的优势结合构象的潜在氢键进行分析,并与另外5种抗生素与NDM-1的对接结果进行比较,初步确定替加环素对于NDM-1蛋白存在竞争抑制优势,从而为NDM-1抑制剂的设计提供有价值的信息.