MG
Martin Gengenbacher
Author with expertise in Tuberculosis
Achievements
Open Access Advocate
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
8
(100% Open Access)
Cited by:
214
h-index:
31
/
i10-index:
60
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Pyrazinamide triggers degradation of its target aspartate decarboxylase

Pooja Gopal et al.Jun 18, 2019
Abstract The introduction of pyrazinamide (PZA) in the tuberculosis drug regimen shortened treatment from 12 to 6 months 1 . PZA is a prodrug that is activated by a Mycobacterium tuberculosis (Mtb) amidase to release its bioactive component pyrazinoic acid (POA) 2 . Aspartate decarboxylase PanD, a proenzyme activated by autocatalytic cleavage (Supplementary Fig. 1A, 3 ) and required for Coenzyme A (CoA) biosynthesis, emerged as a target of POA 4-7 . In vitro and in vivo screening to isolate spontaneous POA-resistant Mtb mutants identified missense mutations in either panD or the unfoldase clpC1 , encoding a component of the caseinolytic protease ClpC1-ClpP 4,6-9 . Overexpression and binding studies of PanD or ClpC1 pointed to PanD as the direct target of POA whereas clpC1 mutations appeared to indirectly cause resistance 4,5,7,9,10 . Indeed, supplementing growth media with CoA precursors downstream of the PanD catalyzed step conferred POA resistance 4,7,11 . Metabolomic analyses and biophysical studies using recombinant proteins confirmed targeting of PanD by POA 5 . However, the exact molecular mechanism of PanD inhibition by POA remained unknown. While most drugs act by inhibiting protein function upon target binding, we show here that POA is not a bona fide enzyme inhibitor. Rather, POA binding to PanD triggers degradation of the protein by ClpC1-ClpP. Thus, the old tuberculosis drug PZA promotes degradation of its target. While novel for an antibacterial, drug-induced target degradation has recently emerged as a strategy in drug discovery across disease indications. Our findings provide the basis for the rational discovery of next generation PZA.
0
Citation5
0
Save
58

A chemical-genetic map of the pathways controlling drug potency in Mycobacterium tuberculosis

Shuqi Li et al.Nov 27, 2021
ABSTRACT Mycobacterium tuberculosis (Mtb) infection is notoriously difficult to treat. Treatment efficacy is limited by Mtb’s intrinsic drug resistance, as well as its ability to evolve acquired resistance to all antituberculars in clinical use. A deeper understanding of the bacterial pathways that govern drug efficacy could facilitate the development of more effective therapies to overcome resistance, identify new mechanisms of acquired resistance, and reveal overlooked therapeutic opportunities. To define these pathways, we developed a CRISPR interference chemical-genetics platform to titrate the expression of Mtb genes and quantify bacterial fitness in the presence of different drugs. Mining this dataset, we discovered diverse and novel mechanisms of intrinsic drug resistance, unveiling hundreds of potential targets for synergistic drug combinations. Combining chemical-genetics with comparative genomics of Mtb clinical isolates, we further identified numerous new potential mechanisms of acquired drug resistance, one of which is associated with the emergence of a multidrug-resistant tuberculosis (TB) outbreak in South America. Lastly, we make the unexpected discovery of an “acquired drug sensitivity.” We found that the intrinsic resistance factor whiB7 was inactivated in an entire Mtb sublineage endemic to Southeast Asia, presenting an opportunity to potentially repurpose the macrolide antibiotic clarithromycin to treat TB. This chemical-genetic map provides a rich resource to understand drug efficacy in Mtb and guide future TB drug development and treatment.
58
Citation4
0
Save