Учёные выявили бактериальный механизм поглощения витамина B₁₂

Группа учёных под руководством профессора теоретической физики Конструкторского университета в Бремене доктора Ульриха Кляйнкатхёфера обнаружила, как витамин B₁₂ поглощается определёнными кишечными бактериями. Результаты, опубликованные в начале августа в журнале Nature Communications, станут основой для исследований по борьбе с болезнями и разработке более эффективных антибиотиков.

Прорывное открытие команды Кляйнкатхёфера, названное ими «механизм педального ведра» (pedal-bin mechanism), объясняет, как бактерии рода Bacteroides в кишечнике поглощают витамин B₁₂. Это важно для здоровья человека, поскольку сам человек не может производить или усваивать B₁₂.

Название механизма связано с его сходством с педалью мусорного ведра: белки имеют «крышку», которая открывается, когда рядом находится витамин B₁₂, захватывает его и закрывается снова. У других бактерий такого механизма нет.

«В этом проекте мы стремились понять принцип действия системы поглощения витамина B₁₂. Хотя микробиом кишечника человека связан со многими аспектами здоровья, поглощение мелких молекул кишечными бактериями изучено плохо», — пояснил Ульрих Кляйнкатхёфер.

Учёные полагают, что результаты помогут в разработке антибиотиков, которые не будут поглощаться кишечными бактериями. Поскольку кишечные бактерии являются «хорошими», важно обеспечить, чтобы они не погибали, поглощая антибиотики. Однако для этого сначала необходимо выяснить, через какие именно белки бактерии поглощают антибиотики. В будущем это открытие может лечь в основу доставки специфических веществ в бактерии для борьбы с заболеваниями.

«Наше моделирование на молекулярном уровне помогло интерпретировать результаты, полученные нашими коллегами-экспериментаторами. Детальное понимание этих процессов потенциально является первым шагом к решению проблем микробиома кишечника», — отметил Кляйнкатхёфер.

Исследование было сосредоточено на специфических белках бактерии, у которых существует три варианта. Отправной точкой стали статические кристаллические структуры белков, предоставленные учёными из Университета Ньюкасла. Команда Конструкторского университета с помощью моделирования определила процесс захвата B₁₂ этими белками. Симуляции позволили одновременно моделировать несколько сотен тысяч атомов.