Как бактерии «чувствуют вкус» питательных веществ в окружающей среде

Исследователи из Университета Лестера выяснили, как бактерии, такие как возбудитель туберкулёза, обнаруживают питательные вещества вокруг себя. Это открытие может помочь в разработке новых лекарств и антибиотиков.

Учёные под руководством доктора Хелен О'Хэйр определили функции специфического белка Kinase G. Этот белок позволяет бактериям из большой и важной группы (Actinobacteria), включающей Mycobacterium tuberculosis, детектировать аминокислоты аспартат и глутамат в окружающей среде. Это, в свою очередь, позволяет бактериям регулировать свой метаболизм в зависимости от доступных питательных веществ.

«Бактериальный патоген может "пробовать на вкус" те же аминокислоты, что и человек. Сенсор имеет структуру, схожую с человеческими глутаматными рецепторами, но способ передачи информации в бактериальную клетку иной и задействует другой набор белков», — поясняет доктор О'Хэйр.

Ключевые методы и выводы:

• Функцию генов, отвечающих за «обоняние», подтвердили, удаляя их из бактериального генома — после этого бактерии теряли способность чувствовать питательные вещества.
• С помощью рентгеновской кристаллографии на синхротроне Diamond Light Source определили структуру сенсорного белка.
• Это позволило предсказать, какие другие бактерии могут аналогичным образом чувствовать аминокислоты.

Исследование важно не только для понимания того, как патогены, такие как возбудитель туберкулёза, выживают в нишах человеческого тела, но и для более широкого понимания функционирования непатогенных бактерий, используемых в промышленном производстве аминокислот и антибиотиков.

Исследование «An aspartate-specific solute-binding protein regulates protein kinase G activity to control glutamate metabolism in Mycobacteria» опубликовано в журнале mBio. Работа поддержана правительственными и научными фондами Великобритании и Индии.