Взгляд на структуру антибиотикорезистентности
Исследователи из Университета штата Мичиган получили новые, атомарно детальные изображения бактериального белка, который помогает многим патогенам чувствовать и избегать действия антибиотиков. Работа опубликована 29 марта в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ключевой белок устойчивости
Учёные сфокусировались на белке, который способствует антибиотикорезистентности, защищая определённые бактерии от действия антимикробных пептидов. К таким молекулам относятся бацитрацин (входит в состав мазей типа Neosporin) и ванкомицин, используемый для лечения тяжёлых инфекций.
Этот белок расположен на внешней мембране многих грамположительных бактерий и действует как часовой, охраняющий клетку от атаки антибиотиков. Эволюция создала этот белковый механизм для распознавания пептидов, связывания с ними и их "отбрасывания" до того, как они смогут навредить клетке.
Метод исследования: крио-ЭМ
Исследовательская группа использовала технику криогенной электронной микроскопии (cryo-EM) для визуализации белкового комплекса. Процесс включал:
- Создание чистых образцов наноразмерных белков.
- Нанесение белков в водном растворе на специальную сетку.
- Мгновенную заморозку сетки в жидком этане для получения стеклообразного льда.
- С помощью электронного микроскопа в Cryo-EM Facility MSU было сделано тысячи снимков белка в разных ориентациях.
Из этих изображений учёные построили 3D-атомную структуру биологической машины и увидели, как она меняет свою конформацию с помощью АТФ (аденозинтрифосфата) — молекулы, обеспечивающей энергией биохимические процессы.
Значение работы
- Новая структура: Полученная структура уникальна и не похожа на ранее изученные.
- Фундамент для новых лекарств: Понимание работы этого механизма может помочь в разработке новых молекул, которые его заблокируют, или антибиотиков, обходящих устойчивость.
- Сложный объект: Изучаемый белок находится на более сложном конце спектра с точки зрения образцов, что демонстрирует возможности современной крио-ЭМ.
Работа стала результатом сотрудничества, в котором ключевую роль сыграла докторант Наташа Джордж из лаборатории Бена Орландо. Исследование также подчёркивает роль MSU в подготовке нового поколения учёных в этой быстро развивающейся области.