Examinando por Autor "Hinchliffe, Philip"

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    2-Mercaptomethyl thiazolidines (MMTZs) inhibit all metallo-β-lactamase classes by maintaining a conserved binding mode
    (American Chemical Society, 2021) Rossi, María Agustina; Martínez, Verónica; Villamil, Valentina; Spellberg, Brad J.; Drusano, George Louis; Banchio, Claudia; Bonomo, Robert A.; Hinchliffe, Philip; Moreno, Diego M. [https://orcid.org/0000-0001-5493-8537]; Mojica, María Fernanda [https://orcid.org/0000-0002-1380-9824]; Mahler, Graciela [https://orcid.org/0000-0003-0612-0516]; Vila, Alejandro J. [https://orcid.org/0000-0002-7978-3233]
    Metallo-β-lactamase (MBL) production in Gram-negative bacteria is an important contributor to β-lactam antibiotic resistance. Combining β-lactams with β-lactamase inhibitors (BLIs) is a validated route to overcoming resistance, but MBL inhibitors are not available in the clinic. On the basis of zinc utilization and sequence, MBLs are divided into three subclasses, B1, B2, and B3, whose differing active-site architectures hinder development of BLIs capable of “cross-class” MBL inhibition. We previously described 2-mercaptomethyl thiazolidines (MMTZs) as B1 MBL inhibitors (e.g., NDM-1) and here show that inhibition extends to the clinically relevant B2 (Sfh-I) and B3 (L1) enzymes. MMTZs inhibit purified MBLs in vitro (e.g., Sfh-I, Ki 0.16 μM) and potentiate β-lactam activity against producer strains. X-ray crystallography reveals that inhibition involves direct interaction of the MMTZ thiol with the mono- or dizinc centers of Sfh-I/L1, respectively. This is further enhanced by sulfur-π interactions with a conserved active site tryptophan. Computational studies reveal that the stereochemistry at chiral centers is critical, showing less potent MMTZ stereoisomers (up to 800-fold) as unable to replicate sulfur-π interactions in Sfh-I, largely through steric constraints in a compact active site. Furthermore, in silico replacement of the thiazolidine sulfur with oxygen (forming an oxazolidine) resulted in less favorable aromatic interactions with B2 MBLs, though the effect is less than that previously observed for the subclass B1 enzyme NDM-1. In the B3 enzyme L1, these effects are offset by additional MMTZ interactions with the protein main chain. MMTZs can therefore inhibit all MBL classes by maintaining conserved binding modes through different routes.
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    2-Mercaptomethyl-thiazolidines use conserved aromatic-S interactions to achieve broad-range inhibition of metallo-β-lactamases
    (Royal Society of Chemistry, 2021) Rossi, Maria Agustina; Martinez, Veronica; Hinchliffe, Philip; Mojica, Maria F.; Castillo, Valerie; Moreno, Diego M.; Smith, Ryan; Spellberg, Brad; Drusano, George L.; Banchio, Claudia; Bonomo, Robert A.; Spencer, James; Vila, Alejandro J.; Mahler, Graciela; Rossi, Maria Agustina [0000-0003-4720-4070]; Martinez, Veronica [0000-0002-3697-5219]; Hinchliffe, Philip [0000-0001-8611-4743 ]; Mojica, Maria F. [0000-0002-1380-9824 ]; Moreno, Diego M. [0000-0001-5493-8537]; Spencer, James [0000-0002-4602-0571]; Vila, Alejandro J. [0000-0002-7978-3233]; Mahler, Graciela [0000-0003-0612-0516]
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    Interactions of hydrolyzed β-lactams with the L1 metallo-β-lactamase: Crystallography supports stereoselective binding of cephem/carbapenem products
    (Elsevier, 2023) Hinchliffe, Philip; Calvopiña, Karina; Rabe, Patrick; Mojica, Maria F.; Schofield, Christopher J.; Dmitrienko, Gary I.; Bonomo, Robert A.; Vila, Alejandro J.; Spencer, James; Mojica, Maria F. [0000-0002-1380-9824 ]; Vila, Alejandro J. [0000-0002-7978-3233 ]
    L1 es una metalo-β-lactamasa (MBL) de dizinc subclase B3 que hidroliza la mayoría de los antibióticos β-lactámicos y es un determinante clave de resistencia en el patógeno Gram-negativo Stenotrophomonas maltophilia, una causa importante de infecciones nosocomiales en pacientes inmunocomprometidos. Los inhibidores de MBL no inhiben de manera útil L1 en ensayos clínicos, lo que subraya la necesidad de más estudios sobre la estructura y el mecanismo de L1. Describimos estudios cinéticos y estructuras cristalinas de L1 en complejo con β-lactámicos hidrolizados de las clases penam (mecilinam), cefem (cefoxitina/cefmetazol) y carbapenem (tebipenem, doripenem y panipenem). A pesar de las diferencias en sus estructuras, todos los productos derivados de β-lactámicos se unen por puente de hidrógeno a Tyr33, Ser221 y Ser225 y se estabilizan mediante interacciones con un bolsillo hidrofóbico conservado. Los productos carbapenémicos se modelaron como Δ1-iminas, con (2S)-estereoquímica. Su modo de unión está determinado por la presencia de un sustituyente 1β-metilo: el hidróxido puente de Zn interactúa con el grupo hidroxietilo C-6 (carbapenémicos que contienen 1β-hidrógeno) o es desplazado por el carboxilato C-6 (1β-metil -que contienen carbapenémicos). Inesperadamente, el producto de mecilinam es una N-formil amida reorganizada en lugar de ácido peniciloico, con el oxígeno de N-formilo interactuando con el hidróxido de puente de Zn. Los estudios de RMN implican que el reordenamiento de mecilinam puede ocurrir de forma no enzimática en solución. Los productos de imina derivados de Cephem se unen con estereoquímica (3R) y retienen sus grupos salientes 3', lo que probablemente representa puntos finales estables, en lugar de intermediarios, en la hidrólisis catalizada por MBL. Nuestras estructuras muestran la formación de complejos preferenciales por especies derivadas de carbapenem y cefem protonadas en las caras equivalentes (β) y, por lo tanto, identifican interacciones que estabilizan diversos antibióticos hidrolizados. Estos resultados pueden aprovecharse para desarrollar antibióticos e inhibidores de la β-lactamasa que formen complejos de larga duración con MBL de dicinco.