Исследователи изучили биосинтез белка у бактерий

Учёные из Университета Байройта и Колумбийского университета в Нью-Йорке сообщили в журнале iScience о прорывных результатах в изучении биосинтеза белка у бактерий. Было установлено, что небольшой белок NusG связывает две крупные молекулярные машины, работающие вместе в процессе экспрессии генов — производства бактериальных белков на основе генетической информации: РНК-полимеразу и рибосому.

Эта молекулярная «сцепка» позволяет бактериальной клетке идеально синхронизировать последовательные стадии экспрессии гена — транскрипцию и трансляцию. Таким образом, данное соединение может стать отличной мишенью для будущих антибиотиков.

Роль NusG как молекулярного моста

Белок NusG состоит из двух гибко соединённых доменов: амино-концевого (NTD) и карбокси-концевого (CTD). CTD связывается с рибосомой, а NTD — с РНК-полимеразой. Таким образом, NusG формирует гибкий мост между центральными машинами экспрессии генов, подобно подвижной сцепке между вагонами поезда. Это соединение приводит к синхронизации транскрипции и трансляции.

Ключевые эксперименты, наглядно показавшие эту связь, были проведены с помощью высокоразрешающей спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в Северобаварском центре высокоразрешающей ЯМР-спектроскопии при Университете Байройта.

Перспективы для разработки антибиотиков

«Это открывает весьма интересные перспективы для разработки новых антибактериальных средств. Если мы сможем нарушить этот молекулярный мост, бактериальный синтез белка, а следовательно, и размножение бактерий будут серьёзно нарушены — что наиболее важно, без воздействия на человеческий организм. Мы работаем над этим подходом в текущем исследовательском проекте и уже получили первые многообещающие результаты», — говорит доктор Стефан Кнауэр.

Исследование, опубликованное в iScience, стало результатом тесного сотрудничества учёных из Байройта с исследовательскими группами профессоров Макса Готтесмана и Иоахима Франка в Колумбийском университете. Франк получил Нобелевскую премию по химии в 2017 году за разработки в области криоэлектронной микроскопии — технологии, которая также использовалась в новой работе.