Открыт новый механизм, с помощью которого патогенные бактерии отключают защиту хозяина

Исследователи из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана сообщают об открытии нового механизма, используемого патогенными бактериями для отключения защитных систем хозяина: добавление остатка сахара в определённое положение фактора трансляции EF-P усиливает выработку токсичных белков.

Фактор трансляции EF-P играет важную роль в регуляции синтеза белка. В зависимости от конкретной аминокислотной последовательности, задаваемой РНК-шаблонами, клеточные "белковые фабрики" — рибосомы — иногда останавливаются до завершения синтеза белка. EF-P необходим для перезапуска производства путём снятия такой преждевременной остановки. Предыдущие исследования на различных патогенных бактериях показали, что этот процесс перезапуска критически важен для завершения синтеза белков, вредных для инфицированного хозяина. Штаммы, лишённые EF-P, оказываются значительно менее вирулентными, чем те, в которых этот белок функционален. Более того, EF-P может запустить возобновление синтеза белка в точке остановки, только если он был химически модифицирован в определённом положении специфическими бактериальными ферментами. "Мы обнаружили ранее неизвестный механизм модификации, который бактерии используют для активации EF-P", — говорит микробиолог LMU Кирстен Юнг.

Добавление активирующего остатка сахара

Команда Юнг показала, что у ряда клинически значимых патогенов EF-P активируется путём добавления сахарной единицы (моносахарида) под названием рамноза к аминокислоте аргинину, расположенной в определённом положении этого белка. В химических терминах этот аргинин "рамнозилируется". "Насколько нам известно, это первый случай обнаружения именно этой формы модификации белка у бактерий", — говорит первый автор нового исследования Юрген Лассак.

В предыдущем сотрудничестве с группой Дэниела Уилсона из Ген-центра LMU Юнг и её коллеги выяснили механизм активации EF-P у энтеробактерии Escherichia coli. Их последний совместный проект, выполненный в рамках кластера передовых исследований CIPSM, дополняет эту раннюю работу. "В E. coli EF-P модифицируется совершенно другим способом, а ферменты, необходимые для катализа реакции, встречаются только у 25% всех видов бактерий. Таким образом, новое исследование значительно расширяет круг бактерий, для которых теперь известен способ активации EF-P", — объясняет Юнг.

Возможная мишень для антибиотиков

В свете растущей распространённости множественно устойчивых штаммов среди патогенных бактерий, новые классы антибиотиков крайне необходимы. Новые данные предполагают, что реакция рамнозилирования может стать точкой приложения для новых антибактериальных препаратов. "Рамнозилирование аргинина происходит у клинически значимых бактериальных патогенов, таких как Pseudomonas aeruginosa и Neisseria, которые часто проявляют устойчивость к нескольким различным классам антибиотиков", — отмечает Лассак. "Если мы сможем найти способ специфически ингибировать этот механизм, это, безусловно, даст значительный импульс поиску новых терапевтических агентов".

Исследователи планируют продолжить работу в этом направлении, а также выяснить, подвергаются ли рамнозилированию аргинина белки, отличные от EF-P.