Structural basis of conjugative DNA transfer mediated by MobM, a prototype of the major relaxase family of Staphylococcus aureus

Abstract

MobM relaxase from the promiscuous antibiotic resistance plasmid pMV158 is a prototype of the Mob_Pre/MOBV family of relaxases, the major family of relaxases found in Staphylococcus aureus. Staphylococcal infections cause the highest number of lethal cases among antibiotic-resistant bacterial infections. Relaxases initiate the conjugative DNA transfer, a major route for the antibiotic resistance acquisition in bacteria, by nicking their substrate DNA through formation of a covalent DNA-relaxase adduct and terminate the transfer in the recipient cells by rejoining ends of the linearized plasmid. MobM forms a DNA-histidine adduct, unique to MOBV relaxases, instead of a DNA-tyrosine adduct, thus representing a distinct category of relaxases with specialization towards the transfer of short mobile genetic elements in Gram-positive pathogenic bacteria. MobM overall fold resembles the fold of other structurally characterized relaxases, although some important structural differences are present. Molecular basis for the MobM processing of plasmid origin of transfer and active site mechanism are described herein.

La relaxasa MobM del promiscuo plásmido de resistencia a antibióticos pMV158 es un prototipo de la familia Mob_Pre/MOBV de relaxasas, la mayor familia de relaxasas se encuentran en Staphylococcu aureus. Las infecciones por estafilococos causan el mayor número de casos mortales entre las infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos. Relaxases iniciar la transferencia conjugativa de ADN, una ruta el más frecuente para la adquisición de resistencia a antibióticos por bacterias, por mellar su ADN sustrato mediante la formación de un aducto covalente de ADN-relaxasa y terminan la transferencia en las células receptoras por reincorporarse extremos del plásmido linealizado. MobM forma un aducto de ADN-histidina, único para MOBV relaxases, en lugar de un aducto de ADN-tirosina, lo que representa una categoría distinta de relaxases con especialización hacia la transferencia de elementos genéticos móviles cortos en bacterias patógenas Gram-positivas. MobM estructura general se asemeja a la de otras veces relaxases caracterizan estructuralmente, aunque algunas diferencias estructurales importantes están presentes. Base molecular para el procesamiento de origen del plásmido por MobM y mecanismo de sitio activo se describe en esta thesis.