Асиметрія бактерій може допомогти нам боротися з резистентністю до антибіотиків
Мембранний пилосос
В триваючої війні, щоб перемогти стійкість до антибіотиків, нове дослідження виявило білок, який діє як «мембранний пилосос» - атрибут, який означає, що він може служити новою мішенню для антибіотиків. Дослідження вказує на те, що процес продувки зовнішньої мембрани грамнегативних бактерій конкретних ліпідів (які вимагають певного білка) може бути об'єктом впливу на вразливість. Більш конкретно, антибіотики могли б підвищити їх існуючу ефективність за допомогою виявлених білкових дослідників або навіть зменшити вірулентність багатьох поширених бактерій, таких як E coli.
Грам-негативні бактерії мають дві мембрани - одну внутрішню і одну зовнішню. Це нове дослідження має на увазі зовнішню, а не внутрішню мембрану. Зовнішня мембрана являє собою асиметричний двошаровий шар, що складається з внутрішніх і зовнішніх листів. Внутрішня брошура складається з фосфоліпідів, а зовнішня листочка складається головним чином з липополисахаридов, які створюють поверхню, покриту цукром, яка ефективно виключає гідрофобні молекули і протистоїть антибіотиків, а також інші сполуки, які можуть загрожувати бактеріям.
Однак для зовнішньої листівки потрібна система очищення, тому що всередині неї накопичуються фосфоліпіди з внутрішнього листа, що створюють «острова», які роблять зовнішню мембрану більш проникною для токсичних сполук. Це, в свою чергу, робить всю бактерію більш вразливою.
Бар'єр асиметрії і проникності зовнішньої мембрани повинен бути відновлений, щоб підтримувати здорову бактерію, а це означає, що молекули фосфоліпідів повинні бути видалені. Це завдання підтримки системи ліпідної асиметрії (Mla), яка має більшість грампозитивних бактерій. У центрі уваги недавніх досліджень був протеїн MlaA, компонент системи Mla.
Професор Університету Ньюкасла по структурної біології мембранної білки і провідний автор Берт ван ден Берг пояснив в прес-релізі: «Наші тривимірні структури і функціональні дані показують, що MlaA утворює пончик у внутрішньому листі зовнішньої мембрани. Це пов'язує фосфоліпіди з зовнішньої листочкой і видаляє їх через центральний канал, трохи схожий на пилосос.
Зображення: Берт ван ден Берг / Університет Ньюкасла
Загроза стійкості до антибіотиків
Дослідники планують продовжити вивчення білка MlaA як мішень для антибіотиків. Ця робота необхідна, оскільки розвиток нових ліків випереджає стійкість до антибіотиків. Таким чином, багато дослідників пристосувалися до фокусування бактерій самі; в космосі, в природі і навіть в наномасштабе для квантових ефектів. Дослідники також працюють над тим, щоб атакувати антибиотическую резистентність на хімічному і молекулярному рівні, шукати генетичні корені резистентності, використовуючи CRISPR і в іншому випадку запобігати експресію генів, які забезпечують стійкість. Сам питання знаходиться в критичній точці, на думку таких влади, як Всесвітня організація охорони здоров'я, Центри з контролю за захворюваннями і Організація Об'єднаних Націй.
Це нове дослідження допоможе у нашій постійній боротьбі з цією важливою проблемою. Професор ван ден Берг прокоментував випуск: «Наше дослідження висвітлює фундаментальний і важливий процес в грамнегативних бактеріях і є відправною точкою для визначення того, чи може система грамнегативних патогенів Mla мігрувати ліками для зниження бактеріальної вірулентності і щоб зробити різні антибіотики більш ефективними».
Література: Eurekalert, Nature Microbiology
