Высокодетальное изображение раскрывает секреты бактериального токсина
Учёные из EPFL и Бернского университета смоделировали с беспрецедентным разрешением работу ключевого порообразующего токсина (PFT) — аэролизина, пролив свет на механизм его действия.
Как работают PFT
Многие бактерии, включая Aeromonas hydrophila, вызывающую у людей гастроэнтерит, инфекции глубоких ран и сепсис, выделяют PFT для атаки клеток. Эти токсины прикрепляются к мембране клетки-мишени и формируют в ней пору. Это нарушает внутреннее давление и химический баланс клетки, приводя к её гибели.
Прорыв в визуализации
Используя метод прямого детектирования электронов в сочетании с криоэлектронной микроскопией, исследователи получили изображения аэролизина с разрешением 3.9–4.5 Å (0.39–0.45 нм), что близко к атомному уровню. Это позволило наблюдать токсин в действии, как в замедленной съёмке.
Три стадии образования поры
Учёные зафиксировали три последовательные структурные стадии аэролизина при проникновении в мембрану:
"Препора" (prepore)
"Пост-препора" (post-prepore)
"Квазипора" (quasipore)
На заключительной стадии токсин формирует прочную β-баррельную структуру, которая, подобно поршню, закрепляется в мембране и пробивает в ней отверстие.
Значение открытия
Полученные данные, вероятно, применимы ко всему семейству аэролизинов, другим PFT и, возможно, даже прионоподобным белкам. Эта структурная информация может стать основой для разработки новых лекарств в борьбе с антибиотикорезистентностью.
Работа опубликована в журнале Nature Communications.