Бактериальный ферментный трюк позволяет им навсегда внедряться в клетки хозяина

Ученые из Института генетики Кёльнского университета в сотрудничестве с коллегами из Лейденского университета (Нидерланды) обнаружили стратегию, которую используют бактерии для постоянного внедрения в клетки хозяина.

Исследователи установили, что определенные внутриклеточные типы живых бактерий обладают особыми ферментами, которые позволяют им навсегда удалять так называемую убиквитиновую метку. Эта метка является ключевым этапом защиты от бактерий. В этом процессе бактерии помечаются как чужеродные тела внутри клеток, что сигнализирует об их уничтожении клеточной системой рециклинга.

Исследование под названием "A family of bacterial Josephin-like deubiquitinases with an irreversible cleavage mode", проведенное кёльнской группой под руководством профессора Кая Хофманна, опубликовано в журнале Molecular Cell.

Эти бактериальные ферменты, называемые убиквитин-клиппазами, расщепляют молекулу убиквитина на две части таким образом, что высвобождаемый фрагмент оказывается слишком коротким для повторного использования. При этом небольшой фрагмент остается на бактериальном субстрате и блокирует повторную убиквитинацию. Этот трюк позволяет бактериям обосноваться в клетке хозяина и избежать уничтожения иммунной системой.

Совместно со структурными биологами Кёльнского университета под руководством профессора Ульриха Баумана команде удалось определить молекулярные структуры нескольких бактериальных клиппаз, а также близкородственной деубиквитиназы без свойств клиппазы. Прямое сравнение этих структур показывает, как в ходе эволюции положение расщепления сместилось, что и привело к изменению активности.

Это открытие не только дает представление об эволюционной "гонке вооружений", но и имеет практическое применение для исследований человеческой убиквитиновой системы. Так, обработка образцов клеток или тканей клиппазами позволяет определить, какие белки изначально были модифицированы убиквитином.