Ученые раскрыли структуру ключевого белка, строящего стенку бактерий
Защитная стенка, окружающая бактерии, давно является заманчивой мишенью для лекарств. Многие надежные антибиотики обезвреживают вредные бактерии, нарушая работу белков, которые строят их броню.
Долгое время был известен только один семейство белков, строящих стенку. В 2016 году ученые из Гарвардской медицинской школы обнаружили, что ранее не подозреваемое семейство белков (регулирующих деление и форму клетки) обладает скрытым умением: строить бактериальные стенки.
Теперь, в исследовании, опубликованном 28 марта в Nature, та же команда впервые раскрыла молекулярные строительные блоки и структурное уязвимое место ключевого представителя этого семейства.
Новый изученный белок, RodA, принадлежит к семейству SEDS-белков, присутствующих почти у всех бактерий. Повсеместное распространение SEDS делает эти белки идеальными мишенями для разработки антибиотиков широкого спектра действия.
Слабое звено
В предыдущей работе ученые показали, что RodA строит клеточную стенку, связывая крупные молекулы сахаров с кластерами аминокислот.
Новые результаты идут дальше и указывают на потенциально слабое звено в структуре белка. Его молекулярный профиль выявил структурные особенности, напоминающие другие белки, чью архитектуру уже изучали. Особое внимание привлекла карманообразная полость, обращенная к внешней поверхности белка. Ее размер, форма и доступность делают ее особенно привлекательной мишенью для лекарств.
В экспериментах исследователи изменили структуру RodA у двух видов бактерий — Escherichia coli (грамотрицательная, с двойной мембраной) и Bacillus subtilis (грамположительная, с одной мембраной). Даже незначительные изменения структуры полости белка лишали его способности выполнять свою работу. Клетки с нарушенной структурой RodA быстро увеличивались, деформировались и в конечном итоге лопались.
Поскольку белок высококонсервативен у всех видов бактерий, открытие ингибирующего соединения означает, что, теоретически, препарат может работать против многих видов вредных бактерий.