新型的抗生素耐药基因（ARG）的发现仍然至关重要，可能会对人类健康、动物健康和农业的可持续性发展构成未知的风险。2023年1月，Poonam Dhindwal及其团队在PNAS（IF=12.8）上发表了题为“A neglected and emerging antimicrobial resistance gene encodes for a serine-dependent macrolide esterase”的文章。文章报到了一种使大环内酯类失活的α/β-水解酶，命名为EstT，并对其进行了鉴定和初步表征，发现这种丝氨酸依赖性大环内酯酯酶与环境、动物微生物组和病原体中新出现的ARG共存。

研究人员在加拿大西部饲养场的饮水碗中选择性培养多重耐药细菌，分离出Sphingobacterium faecium WB1。基因组包括一个17.5 kb的质粒，该质粒具有三个ARG簇和一个未注释的 α/β-水解酶，这种α/β-水解酶与新出现的替加环素抗性基因tet(X4) 共存。α/β-水解酶利用催化三联体催化多种反应，而S. faecium酶具有 Ser-His-Asp三联体，为了评估 α/β-水解酶在 AMR 中的假设作用，对该酶进行了异源表达和点突实验。

对用 α/β-水解酶转化的大肠杆菌进行表型筛选，结果显示，与携带催化失活 S126A 变体的转化体相比，替地罗星或替米考星的最低抑制浓度 (MIC) 增加了32或 4倍，选用六种大环内酯抗生素进行底物测试，16元环的大环内酯类泰乐菌素、替米考星和替地匹罗星是 EstT 底物。新型大环内酯酯酶的发现是引人注目的，目前已知的大环内酯酯酶有红霉素酯酶（EreA-D）未知功能的EstX，EstX 和 EstT 具有 44% 的同一性，这使得我们对 EstT 的表征成为一个案例研究，说明尽管与已知且易于识别的 ARG 很接近，但基因如何在数十年中未被注意到或未被研究，未来需要进行系统分析，以根据新的ARG的集体传播方式来识别它们。

图 1 （A）S. faeciumWB1 and Escherichia coli 转化株的抗生素的MIC（B）S. faeciumWB1 质粒 pWB1 图谱和 ARG 簇显示 α/β-水解酶（名为 estT，红色）（C）具有 EstT 同源物的细菌样本来源（136 个独特序列 >70% 同一性）（D）细菌病原体中 estT 的流行率：BRD 病原体（ (Histophilus somni, Hs; Mannheimia haemolytica, Mh; Pasteurella multocida, Pm)），禽类病原体 Riemerella anatipestifer (Ra)；在 tet(X4) 流行的屠宰场中发现了大肠杆菌 (Ec)，感染猪的Acinetobacter spp.（Ac）。列出了 NCBI BioProject 编号。（E）含有 estT 的代表性位点，带有 ARG 和转座酶注释（F）SDS-PAGE 分析显示 EstT 的纯化和纯化的 EstT S126A。泳道标记为未诱导 (UI) 和诱导 (I) 培养物、可溶性 (S) 和不溶性 (IS) 级分、IMAC 流穿 (FT)、IMAC 洗脱 (E) 以及 SEC 后汇集的约 90% 纯蛋白。箭头表示 EstT 的两种形式。纯化形式（红色箭头）是 EstT25–306（N 端序列：MKEKI）（G）HPLC/UV、HPLC/MS 色谱图和质谱 (MS) 显示 EstT 和 S126A 与六种不同大环内酯的反应：含 16 个原子的大环内酯是 EstT 的底物。母体 [M+H]+ 离子被标记。泰乐菌素和替米考星的代表性结果在 30 分钟后显示，而其他四种反应在 4 小时后观察到（H）EstT 底物的结构和推测的反应（I）色谱图和MS显示对照反应：大肠杆菌IMAC杂质不水解替米考星，开环产物相对稳定。

DOI号：10.1073/pnas/.2219827120

原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2219827120