Ученые описали белковые насосы, позволяющие бактериям сопротивляться лекарствам

Исследовательские группы под руководством Эдварда Ю из Университета штата Айова и Национальной лаборатории Эймса описали структуры двух белков, которые, как они полагают, выкачивают антибиотики из бактерий, позволяя им сопротивляться лекарствам.

Один из белковых насосов, известный как MtrF, считается механизмом, позволяющим бактериям гонореи сопротивляться определенным антибиотикам.

Второй белок, YdaH, исследовали у бактерии Alcanivorax borkumensis — палочковидной бактерии, обитающей в океанах и питающейся нефтью. Она процветает в местах разливов нефти и помогает ее разлагать.

Эти два белка являются близкородственными членами семейства AbgT, насчитывающего 13 000 белков.

Исследования показывают, что когда бактерии обнаруживают антибиотик сульфаниламид, "они включают эти транспортеры и выкачивают его, обеспечивая выживание клетки".

Дальнейшие исследования могут помочь найти способы блокировать эти белковые насосы и восстановить эффективность антибиотиков.

Оба открытия описаны в недавно опубликованных статьях:

• Nature Communications опубликовал открытие, связанное с A. borkumensis.
• Cell Reports опубликовал открытие, связанное с гонореей, в качестве обложки номера от 7 апреля.

Исследования поддержаны грантом Национальных институтов здравоохранения на 4 года в размере 1,2 млн долларов.

С помощью рентгеновской кристаллографии ученые увидели, что белки MtrF и YdaH представляют собой двухкомпонентные молекулы с почти идентичными структурами и чашеобразной формой. Оба имеют одинаковое количество трансмембранных спиралей и шпилек. Оба выглядели как пути внутрь или наружу клетки.

Изначально исследователи думали, что эти белки являются частью клеточной мембраны, импортирующей метаболиты в клетку для роста и деления.

Дальнейшее изучение, включая измерения накопления радиоактивного сульфаниламида, позволило сделать вывод, что эти два белка являются эффлюксными насосами, ответственными за выведение веществ из клетки. У этих двух бактерий насосы удаляют антибиотики сульфаниламиды, позволяя бактериям выживать при лечении этими препаратами.

Это привело к гипотезе, что в семействе белков AbgT может быть много членов, которые служат эффлюксными насосами, защищающими клетки.