Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases

Autores
Brunetti, Florencia Lourdes; Ghiglione, Barbara; Gudeta, Dereje D.; Gutkind, Gabriel Osvaldo; Guardabassi, Luca; Klinke, Sebastian; Power, Pablo
Año de publicación
2023
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
KPC-2 is one of the most relevant serine-carbapenemases among the carbapenem-resistant Enterobacterales. We previously isolated from the environmental species Chromobacterium haemolyticum a class A CRH-1 b-lactamase displaying 69% amino acid sequence identity with KPC-2. The objective of this study was to analyze the kinetic behavior and crystallographic structure of this b-lactamase. Our results showed that CRH-1 can hydrolyze penicillins, cephalosporins (except ceftazidime), and carbapenems with similar efficacy compared to KPC-2. Inhibition kinetics showed that CRH-1 is not well inhibited by clavulanic acid, in contrast to efficient inhibition by avibactam (AVI). The high-resolution crystal of the apoenzyme showed that CRH-1 has a similar folding compared to other class A b-lactamases. The CRH-1/ AVI complex showed that AVI adopts a chair conformation, stabilized by hydrogen bonds to Ser70, Ser237, Asn132, and Thr235. Our findings highlight the biochemical and structural similarities of CRH-1 and KPC-2 and the potential clinical impact of this carbapenemase in the event of recruitment by pathogenic bacterial species.
Fil: Brunetti, Florencia Lourdes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; Argentina
Fil: Ghiglione, Barbara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; Argentina
Fil: Gudeta, Dereje D.. National Center For Toxicological Research. Food And Drug Administration; Estados Unidos
Fil: Gutkind, Gabriel Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; Argentina
Fil: Guardabassi, Luca. University Of Copenhagen. Faculty Of Health And Medical Sciences.; Dinamarca
Fil: Klinke, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica; Argentina
Fil: Power, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; Argentina
Materia
AVIBACTAM
CARBAPENEMASES
KPC-2
RESISTOME
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/225070
Acceder
id CONICETDig_a83698ab8f02061b09f38973cd7f1c7d
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/225070
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-LactamasesBrunetti, Florencia LourdesGhiglione, BarbaraGudeta, Dereje D.Gutkind, Gabriel OsvaldoGuardabassi, LucaKlinke, SebastianPower, PabloAVIBACTAMCARBAPENEMASESKPC-2RESISTOMEhttps://purl.org/becyt/ford/3.1https://purl.org/becyt/ford/3KPC-2 is one of the most relevant serine-carbapenemases among the carbapenem-resistant Enterobacterales. We previously isolated from the environmental species Chromobacterium haemolyticum a class A CRH-1 b-lactamase displaying 69% amino acid sequence identity with KPC-2. The objective of this study was to analyze the kinetic behavior and crystallographic structure of this b-lactamase. Our results showed that CRH-1 can hydrolyze penicillins, cephalosporins (except ceftazidime), and carbapenems with similar efficacy compared to KPC-2. Inhibition kinetics showed that CRH-1 is not well inhibited by clavulanic acid, in contrast to efficient inhibition by avibactam (AVI). The high-resolution crystal of the apoenzyme showed that CRH-1 has a similar folding compared to other class A b-lactamases. The CRH-1/ AVI complex showed that AVI adopts a chair conformation, stabilized by hydrogen bonds to Ser70, Ser237, Asn132, and Thr235. Our findings highlight the biochemical and structural similarities of CRH-1 and KPC-2 and the potential clinical impact of this carbapenemase in the event of recruitment by pathogenic bacterial species.Fil: Brunetti, Florencia Lourdes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; ArgentinaFil: Ghiglione, Barbara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; ArgentinaFil: Gudeta, Dereje D.. National Center For Toxicological Research. Food And Drug Administration; Estados UnidosFil: Gutkind, Gabriel Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; ArgentinaFil: Guardabassi, Luca. University Of Copenhagen. Faculty Of Health And Medical Sciences.; DinamarcaFil: Klinke, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica; ArgentinaFil: Power, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; ArgentinaAmerican Society for Microbiology2023-07info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/225070Brunetti, Florencia Lourdes; Ghiglione, Barbara; Gudeta, Dereje D.; Gutkind, Gabriel Osvaldo; Guardabassi, Luca; et al.; Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases; American Society for Microbiology; Antimicrobial Agents and Chemotherapy; 67; 7; 7-2023; 1-120066-4804CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://journals.asm.org/doi/10.1128/aac.00061-23info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1128/aac.00061-23info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:25:48Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/225070instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:25:48.276CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases
title Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases
spellingShingle Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases
Brunetti, Florencia Lourdes
AVIBACTAM
CARBAPENEMASES
KPC-2
RESISTOME
title_short Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases
title_full Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases
title_fullStr Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases
title_full_unstemmed Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases
title_sort Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases
dc.creator.none.fl_str_mv Brunetti, Florencia Lourdes
Ghiglione, Barbara
Gudeta, Dereje D.
Gutkind, Gabriel Osvaldo
Guardabassi, Luca
Klinke, Sebastian
Power, Pablo
author Brunetti, Florencia Lourdes
author_facet Brunetti, Florencia Lourdes
Ghiglione, Barbara
Gudeta, Dereje D.
Gutkind, Gabriel Osvaldo
Guardabassi, Luca
Klinke, Sebastian
Power, Pablo
author_role author
author2 Ghiglione, Barbara
Gudeta, Dereje D.
Gutkind, Gabriel Osvaldo
Guardabassi, Luca
Klinke, Sebastian
Power, Pablo
author2_role author
author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv AVIBACTAM
CARBAPENEMASES
KPC-2
RESISTOME
topic AVIBACTAM
CARBAPENEMASES
KPC-2
RESISTOME
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/3.1
https://purl.org/becyt/ford/3
dc.description.none.fl_txt_mv KPC-2 is one of the most relevant serine-carbapenemases among the carbapenem-resistant Enterobacterales. We previously isolated from the environmental species Chromobacterium haemolyticum a class A CRH-1 b-lactamase displaying 69% amino acid sequence identity with KPC-2. The objective of this study was to analyze the kinetic behavior and crystallographic structure of this b-lactamase. Our results showed that CRH-1 can hydrolyze penicillins, cephalosporins (except ceftazidime), and carbapenems with similar efficacy compared to KPC-2. Inhibition kinetics showed that CRH-1 is not well inhibited by clavulanic acid, in contrast to efficient inhibition by avibactam (AVI). The high-resolution crystal of the apoenzyme showed that CRH-1 has a similar folding compared to other class A b-lactamases. The CRH-1/ AVI complex showed that AVI adopts a chair conformation, stabilized by hydrogen bonds to Ser70, Ser237, Asn132, and Thr235. Our findings highlight the biochemical and structural similarities of CRH-1 and KPC-2 and the potential clinical impact of this carbapenemase in the event of recruitment by pathogenic bacterial species.
Fil: Brunetti, Florencia Lourdes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; Argentina
Fil: Ghiglione, Barbara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; Argentina
Fil: Gudeta, Dereje D.. National Center For Toxicological Research. Food And Drug Administration; Estados Unidos
Fil: Gutkind, Gabriel Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; Argentina
Fil: Guardabassi, Luca. University Of Copenhagen. Faculty Of Health And Medical Sciences.; Dinamarca
Fil: Klinke, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Fundación Instituto Leloir; Argentina. Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica; Argentina
Fil: Power, Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular; Argentina
description KPC-2 is one of the most relevant serine-carbapenemases among the carbapenem-resistant Enterobacterales. We previously isolated from the environmental species Chromobacterium haemolyticum a class A CRH-1 b-lactamase displaying 69% amino acid sequence identity with KPC-2. The objective of this study was to analyze the kinetic behavior and crystallographic structure of this b-lactamase. Our results showed that CRH-1 can hydrolyze penicillins, cephalosporins (except ceftazidime), and carbapenems with similar efficacy compared to KPC-2. Inhibition kinetics showed that CRH-1 is not well inhibited by clavulanic acid, in contrast to efficient inhibition by avibactam (AVI). The high-resolution crystal of the apoenzyme showed that CRH-1 has a similar folding compared to other class A b-lactamases. The CRH-1/ AVI complex showed that AVI adopts a chair conformation, stabilized by hydrogen bonds to Ser70, Ser237, Asn132, and Thr235. Our findings highlight the biochemical and structural similarities of CRH-1 and KPC-2 and the potential clinical impact of this carbapenemase in the event of recruitment by pathogenic bacterial species.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-07
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/225070
Brunetti, Florencia Lourdes; Ghiglione, Barbara; Gudeta, Dereje D.; Gutkind, Gabriel Osvaldo; Guardabassi, Luca; et al.; Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases; American Society for Microbiology; Antimicrobial Agents and Chemotherapy; 67; 7; 7-2023; 1-12
0066-4804
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/225070
identifier_str_mv Brunetti, Florencia Lourdes; Ghiglione, Barbara; Gudeta, Dereje D.; Gutkind, Gabriel Osvaldo; Guardabassi, Luca; et al.; Biochemical and Structural Characterization of CRH-1, a Carbapenemase from Chromobacterium haemolyticum Related to KPC b-Lactamases; American Society for Microbiology; Antimicrobial Agents and Chemotherapy; 67; 7; 7-2023; 1-12
0066-4804
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://journals.asm.org/doi/10.1128/aac.00061-23
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1128/aac.00061-23
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv American Society for Microbiology
publisher.none.fl_str_mv American Society for Microbiology
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844614257176477696
score 13.070432

Publicaciones similares