Учёные обнаружили белок, защищающий от хлора

Хлор — распространённое дезинфицирующее средство, используемое для уничтожения бактерий, например, в бассейнах и системах питьевого водоснабжения. Наша иммунная система также производит хлор, из-за чего белки бактерий теряют свою естественную структуру. Эти развёрнутые белки затем начинают слипаться и терять функцию.

Исследователи из Рурского университета под руководством профессора Ларса Лайхерта обнаружили в кишечной бактерии E. coli белок, защищающий бактерии от хлора. В присутствии хлора он прочно связывается с другими белками, предотвращая их коагуляцию. Когда опасность минует, он высвобождает их, и белки могут продолжать работать как обычно. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Клетки в условиях окислительного стресса

Исследователи изучают окислительный стресс, который возникает в клетках при столкновении с активными формами кислорода. Он играет роль в старении клеток и иммунной защите. Производя активные формы кислорода, иммунные клетки подвергают бактерии окислительному стрессу. Учёные искали белки, которые меняются из-за такого стресса, и обнаружили белок RidA.

RidA меняет свою функцию в присутствии хлора

Обычная функция RidA — ускорять расщепление промежуточных продуктов, возникающих при синтезе определённых аминокислот. При обработке RidA различными активными формами, включая хлор, выяснилось, что хлорированный RidA не расщепляет промежуточный продукт, а прочно связывается с белком, который его генерирует. Таким образом, в присутствии хлора RidA превращается в шаперон.

С RidA белковый раствор остаётся прозрачным

Как шаперон, он может защищать другие белки: когда белки разворачиваются (например, под действием хлора или нагревания), они коагулируют, и раствор мутнеет. Если добавить обработанный хлором RidA, тот же раствор остаётся прозрачным. Шаперон предотвращает коагуляцию, защищая клетку.

«Липкий» белок связывается со всеми другими белками

Исследователи также обнаружили, что после исчезновения угрозы RidA способен снова высвобождать белки, чтобы они могли восстановить функцию. Если опасность возвращается, RidA снова связывается с белками. Эксперименты показали, что N-хлорирование делает RidA более гидрофобным. Чем более гидрофобен белок, тем он «липче» и тем лучше связывает развёрнутые белки. В этом состоянии RidA защищает белки бактериальной клетки от свёртывания.

Учёные предполагают его роль в иммунной защите

Однако это не влияет на использование хлора как дезинфектанта: RidA помогает бактериям только при очень низкой концентрации хлора. В отличие от антибиотиков, к дезинфектантам не возникает резистентности. «Мы полагаем, что активируемые хлором шапероны играют роль при столкновении бактерий и иммунной защиты», — говорит Ларс Лайхерт.