D-Alanin-Transpeptidase

Bei der D-Alanin-Transpeptidase handelt es sich um ein Enzym, das nur in Bakterien vorkommt. Es katalysiert die Quervernetzung der Murein-Polysaccharidketten über ihre Peptid-Seitenstränge. Dabei wird der D-Alanyl-Rest eines Peptid-Seitenstrangs mit der Aminogruppe eines anderen Peptid-Seitenstrangs verbunden. Dieser Vorgang ist die Grundlage des Zellwandaufbaus, der dem Bakterium eine gewisse Festigkeit gegenüber äußeren Einflüssen verschafft.

Die D-Alanin-Transpeptidase ist ein Angriffspunkt der antibiotischen Therapie. Sämtliche Betalaktamantibiotika binden an diese Transpeptidase und inhibieren dadurch irreversibel deren Aktivität. Dabei öffnet sich der Betalaktamring des Antibiotikums im Zytosol der Bakterien und bindet in dieser Form an Aminosäuren im aktiven Zentrum des Enzyms, so dass die Transpeptidase die Alanin-Reste der Zellwandbestandteile nicht mehr zusammenbauen kann. Durch die Inhibierung des Enzyms ist die Stabilität der bakteriellen Zellwand derart beeinträchtigt, dass es zu einer Lyse des Bakteriums kommt. Betalactam-Antibiotika wirken daher auf wachsende und sich gerade teilende Bakterien bakterizid.

Man unterscheidet mehrere Enzymfamilien der Transpeptidasen, die ihrerseits wiederum entweder zu den Metalloproteasen oder zu den Serinproteasen zählen:

• D-Alanyl-D-Alanin-Carboxypeptidase A
• D-Alanyl-D-Alanin-Carboxypeptidase B
• D-Alanyl-D-Alanin-Carboxypeptidase C
• Zink-D-Ala-D-Ala-Carboxypeptidase