β-内酰胺酶的分类及检测

A类β-内酰胺酶与B类、C类和D类酶的同源性比较
B类β-内酰胺酶
又称金属β-内酰胺酶，Bush功能分类中属于3组酶，能灭 活青霉素类、头孢菌素类和碳青酶烯类抗生素，但对安 曲南敏感；酶活性可被EDTA抑制，但酶抑制剂克拉维酸 和氯唑西林对它无作用 。
金属酶的功能亚分类 ：3a、3b、3c 金属酶的分子生物学亚型分类 :B1、B2、B3
A类β-内酰胺酶
1。 A类β-内酰胺酶：
广谱酶2b组
A
B
A 大肠埃希菌TEM-1型酶结构 ；B 肺炎克雷伯菌的SHV-1型酶结构
超广谱β-内酰胺酶(2be) 经典超广谱β-内酰胺酶 TEM型ESBLs SHV型ESBLs SHV-2型ESBLs 、SHV-5 型ESBLs SHVΩ环突变型ESBLs

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－来自百度文库
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卄
•Bush-J-M分类策略
•
3组金属酶
头孢菌素酶 酶EDTA 1组 2e组 2a组 2d组
• • • •
•
• • • • • 非金属酶
青霉素 酶
2c 组
2f组 4组 2be 组
广谱酶 2b 2br组
小结
1组酶：头孢菌酶 ，优先水解底物是头孢菌素，它们水解青霉素的 的速率低于水解头孢噻啶的速率的30%，对三代头孢菌素和头霉烯 耐药，但对碳青酶烯和四代头孢菌素较为敏感，对酶抑制剂克拉维 酸和EDTA均不敏感，可被氯唑西林抑制 2组酶：优先水解青霉素类抗生素，其中水解头孢噻啶的速率低于 水解青霉素的速率的30%者为青霉素酶 ，又分为2a、2b、2c、2d、 2e和2 f亚组。 3组酶：又称金属酶，能灭活青霉素类、头孢菌素类和碳青酶烯类 抗生素，但对安曲南敏感；酶活性可被EDTA抑制，但酶抑制剂克 拉维酸和氯唑西林对它无作用 。 4组酶：是染色体介导的耐抑制剂的青霉素酶，对头孢类抗生素的 敏感性不定，对氨曲南和碳青霉烯敏感。
A
B
C
金属酶的三维结构图 A：CcrA（脆弱拟杆菌） B：BcⅡ（蜡样芽胞杆菌） C：L1（嗜麦 芽窄食单胞菌） 园柱代表α螺旋，板片代表β片层 绿色数字为His残基，兰灰色数字 为Asp残基，橙色数字为Cys或Ser残基。
获得性金属酶 （1）IMP型金属酶 （2） VIM型金属酶
亚分类 3a 3a 3a 3a 3a 3a 3a 3a 3a 3a 3a 3a 3a 3a 3b 3b 3b 3b 3b 3b 3c 3a
物学亚类 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B3
酶的型别 宿主 发现国家 发现时间 CcrA3 脆弱拟杆菌 美国 1994 CcrA4 脆弱拟杆菌 美国 1994 CcrA 脆弱拟杆菌 美国 1986 PCM-1 洋葱假单胞菌 未知 1994 IMP-1 铜绿假单胞菌 日本 1991 IMP-2 不动杆菌属 意大利 1999 IMP-3 铜绿假单胞菌 日本 2000 IMP-4 不动杆菌属 香港 2001 杨氏枸橼酸杆菌 中国 2001 IMP-6 粘质沙雷菌 日本 2001 IMP-7 铜绿假单胞菌 加拿大 2002 IMP-8 肺炎克雷伯菌 中国台湾 2001 VIM-1 铜绿假单胞菌 意大利 1999 VIM-2 铜绿假单胞菌 法国 2000 VIM-3 铜绿假单胞菌 台湾 2000 CphA 嗜水气单胞菌 意大利 1993 A2h 嗜水气单胞菌 美国 1990 ACP 嗜水气单胞菌 苏格兰 1996 AsbM1 简达气单胞菌 美国 1990 AsA-1 杀蛙气单胞菌 苏格兰 1994 Imis 温和气单胞菌 英国 1995 戈氏军团菌 1986 L1 嗜麦芽窄食单胞菌 日本 1982
3．Gly238→Ser：主要提高了对头孢噻肟的水解能力（如TEM-19 )
SHV型ESBLs
1. SHV-2型ESBLs： Gly238→Ser，主要提高水解头孢噻肟的能力 2. SHV-5型ESBLs ：同时具有Gly238→Ser和Glu240→Lys突变 3. SHVΩ环突变型ESBLs：Asp179→Ala 、Arg
β-内酰胺酶的分类及检测
医院检验医学中心

表2 β-内酰胺酶的结构和功能分类
最适底物 抑制剂 CLAV CLOX EDTA
分子结构 功能
举例
(Ambler) (Bush) PEN CARB OX CR CTX ATM IPM 丝氨酸酶 A 2a PC1，LEN-1 卅 十 － 土 － － － 2b SHV-1,TEM-1 卅 十 十 卄 － － － 2be K1,TEM-3, 卅 十 十 卄 卄 卄 － SHV-2,PER-1 2br TEM-31 卅 十 十 十 － － － 2C PSE-1,BRO-1 卄 卅 十 十 － － － 2e 卄 卄 － 卄 卄 卄 － 2f Sme-1,NMC-A 卄 十 ? 十 十 卄 卄 IMI-1 C 1 AmpC 卄 十 － 卅 十 － － D 2d OXA-1 卄 十 卅 十 － － － 未定 4 AVS-1 卄 卄 卄 V V － － 金属酶 B 3 IMP-1 卄 卄 卄 卄 卄 － 卄 嗜麦芽L-1
分子量 等电点 26 未测 26 未测 26 5.2 未测 8.5 28 9.0 26 8.1 8.0 未测 未测 8.2 5.3 未测 5.1 8.0 8.0 8.2 9.1 >7.9 9. 10.5 6.9
未测 未测 未测 未测 未测 28 28 31 34 19 未测 25 118
B类β-内酰胺酶
其他超广谱β-内酰胺酶
CTX-M-型酶 可为分4个小组 PER-1及其相关ESBL PER-1、-2 、VEB-1、2 CME-1 TLA-1 特殊的非典型ESBL SFO-1 、GES-1
TEM型ESBLs
1．Glu140→Lys和Glu240→Lys替换 ：对头孢他啶和氨曲南 耐药 2．Arg164→Ser或His ：对头孢他啶耐药 ，对头孢噻肟敏感