Расшифрован механизм действия класса бактериальных токсинов

Группа учёных из Технического университета Мюнхена (TUM) раскрыла механизм действия одного из поробразующих токсинов — распространённых бактериальных ядов, которые атакуют организмы, создавая отверстия в клеточных мембранах. Результаты могут помочь в борьбе с связанными заболеваниями и в защите сельскохозяйственных культур.

Многие бактериальные патогены, включая некоторые штаммы кишечной палочки Escherichia coli и родственный чуме патоген Yersinia enterolitica, производят такие токсины, атакуя растения, насекомых и людей.

Два партнёра со смертельным эффектом

Используя кристаллографию и крио-электронную микроскопию, учёные определили точные молекулярные структуры растворимых отдельных компонентов токсина и порового комплекса.

Выяснилось, что только один из двух компонентов способен связываться с мембраной. На втором этапе он рекрутирует второй компонент, и базовые домены двух белков вместе формируют базовую поровую единицу. Это новый тип механизма.

Структура образующегося в мембране отверстия напоминает корону, «зубья» которой состоят из 40 субъединиц двух взаимодействующих партнёров.

Один механизм — множество потенциальных применений

Исследование было проведено на токсинах Yersinia enterolitica и Photorhabdus luminescens. Последняя — симбиотическая бактерия в нематодах, атакующих насекомых, что может быть полезно для разработки новых инсектицидов.

Полученные знания приближают разработку веществ, ингибирующих взаимодействие двух компонентов токсина и предотвращающих образование пор.

Сочетание кристаллографии и крио-электронной микроскопии было ключевым для понимания необходимости двухкомпонентной конструкции токсина с биохимической точки зрения. Это также поможет в будущем понять более сложные варианты, где вместе работают три компонента.