Структура бактериальной рибосомы открывает путь к новым антибиотикам

(Phys.org) — Изображение, напоминающее клубок линий, на самом деле показывает молекулярную машину — рибосому. Её задача — трансляция последовательностей ДНК в белки. Это первая атомарная структура рибосомы, связанной с молекулой, контролирующей её движение.

Эта конкретная рибосома принадлежит бактерии E. coli. В её структуре может скрываться уязвимость, на которую способен нацелиться новый антибиотик.

«Мы участвуем в гонке вооружений с механизмами устойчивости бактерий, — говорит Джейми Кейт, соавтор исследования. — Чем лучше мы понимаем, как работают бактериальные рибосомы, тем лучше можем придумать новые способы помешать им».

Работа Кейта и Арто Пулка из UC Berkeley опубликована в выпуске журнала Science от 28 июня. Их цель — новые препараты, которые убивают патогенные бактерии, опережают механизмы резистентности и не затрагивают полезную микрофлору.

Многие современные антибиотики нацелены на рибосомы. Более глубокое понимание их работы позволит создавать более «умные» молекулы, избирательно отключающие рибосомы патогена.

Как работает молекулярная «трещотка»

Исследователи использовали белковую кристаллографию на пучковых линиях Advanced Light Source в Berkeley Lab и компьютерное моделирование для получения высокодетализированных изображений.

На структуре сине-фиолетовые половинки — это рибосомы. Они движутся вдоль матричной РНК (mRNA), считывая генетический код для сборки белков из аминокислот.

Жёлто-красно-зелёный элемент между половинками — фактор элонгации G. Он действует как трещотка:

• предотвращает обратное скольжение рибосомы;
• подталкивает её вперёд при замедлении.

Учёные знали об этих функциях, но не понимали механизма. Атомарная структура позволила изучить химические и молекулярные силы в этом процессе. Кейт и Пулк обнаружили, что «трещотка» контролирует движение рибосомы, циклически напрягаясь и расслабляясь.

«Чтобы создать более эффективные антибиотики, нам нужно понять, как работают бактериальные рибосомы в мельчайших деталях. Это большой шаг в данном направлении», — заключает Кейт.