Учёные раскрыли механизм выживания бактерий в ответ на иммунный ответ человека
Исследователи выяснили молекулярные детали того, как патогенные бактерии противостоят иммунному ответу человека на инфекцию.
Учёные из Университета Восточной Англии (UEA) и Института структурной биологии (CEA-CNRS-UGA, Франция) определили структуру белка NsrR. Этот бактериальный белок связывается с ДНК и играет ключевую роль в устойчивости бактерии к оксиду азота (NO), который вырабатывается при начальном иммунном ответе на инфекцию.
Чтобы противостоять воздействию NO, который может быть токсичен для живых организмов, многие бактерии выработали способы его обнаружения и запуска клеточного ответа.
Самый распространённый специализированный сенсор NO у бактерий — это регуляторный белок NsrR. Регуляторные белки связываются с ДНК, тем самым контролируя, включены или выключены определённые гены.
NsrR содержит специализированный кофактор — дополнительный компонент белка, необходимый для его активности, — называемый железо-серным кластером. Эти кластеры очень хрупкие и реакционноспособные, что затрудняет работу с ними. Однако недавние исследования в Школах химии и биологии UEA предоставили важную новую информацию о том, как NsrR функционирует как сенсор NO.
Команда определила структуры белка в двух его основных формах — без кластера и с кластером. Это выявило ключевые различия, демонстрирующие, как NsrR реагирует на NO.
Эти структурные изменения показывают, как NsrR переключается между формами, связывающими и не связывающими ДНК. Это позволяет ему регулировать включение или выключение производства ферментов, борющихся с NO.
Профессор Ник Ле Брюн, руководивший работой в UEA, сказал: «NsrR принадлежит к важному, но малоизученному семейству регуляторов, члены которого участвуют в широком спектре важных клеточных функций у бактерий.
Многие из этих регуляторов, как было показано или предполагается, содержат железо-серный кластер, но наша работа предоставляет первый пример структуры со связанным хрупким кластером. Она раскрывает общий механизм, с помощью которого эти регуляторы реагируют на различные сигналы.
Более того, структура показывает, что кластер связан с белком способом, который ранее не наблюдался в биологии.
Процесс того, как патогены выживают в ответ на иммунные реакции человека, сложен, и каждый шаг к его пониманию увеличивает возможность разработки стратегий вмешательства, которые отключат этот ответ».
Статья «Crystal structures of the NO sensor NsrR reveal how its iron-sulfur cluster modulates DNA binding» опубликована в журнале Nature Communications.