Возбудитель коклюша — новые данные
С 2010 года наблюдается значительный рост заболеваемости коклюшем по всему миру. Исследователи из Биоцентра Базельского университета изучили структуру и функцию важного мембранного белка бактерии Bordetella pertussis, вызывающей коклюш. Они обнаружили, что структура белка отличается от ранее предложенной модели. Результаты, опубликованные в Nature Communications, могут стать основой для новых подходов к лечению инфекции.
Во внешней мембране возбудителя коклюша находится множество крошечных белковых пор. Через них бактерия секретирует белки, важные для прикрепления к дыхательным путям человека и формирования устойчивых биоплёнок. Чтобы понять, как эти поры пропускают свои субстраты, структурные биологи профессор Тимм Майер и профессор Себастьян Хиллер из Биоцентра детально изучили один из таких белков.
Структура мембранного белка оказалась иной, чем предполагалось
Клеточные мембраны служат барьером, защищающим клетку от внешней среды. Однако определённые молекулы могут пересекать этот барьер через специальные участки. Мембранный белок FhaC у возбудителя коклюша выполняет роль такого «пограничника». Он расположен на внешней клеточной мембране и проводит через неё адгезин FHA наружу. FHA позволяет бактерии прикрепляться к поверхностям клеток хозяина и играет важную роль в развитии инфекции.
В 2007 году структура и функция FhaC были опубликованы в журнале Science. Новое исследование частично пересматривает эти выводы. «На основании наших данных мы пришли к выводу, что ранее предложенные структура и механизм действия белка FhaC требуют пересмотра», — говорит Майер. Совместно с авторами оригинальной статьи исследователи из Биоцентра скорректировали модель FhaC.
«В отличие от прежних предположений, наши исследования показали, что белок FhaC имеет ту же архитектуру, что и белки, интегрирующие новые мембранные белки», — поясняет Майер. Структурный анализ также выявил, как спиральный белковый домен действует как «пробка», закрывая пору в отсутствие специфичного субстрата. Когда адгезин FHA связывается с FhaC, эта пробка высвобождается, пора открывается, и адгезин проходит через мембрану.
Основа для новых методов лечения коклюша
В Швейцарии заболеваемость коклюшем хорошо контролируется, однако с 2010 года наблюдается её рост. Это требует новых подходов к лечению. «Целенаправленные ингибиторы могли бы существенно нарушить функцию FhaC и предотвратить прикрепление патогена к клетке хозяина, — объясняет Майер. — Преимущество очевидно: можно избежать применения антибиотиков и, как следствие, развития резистентности». В будущем структурные биологи планируют получить более глубокое понимание этого процесса, изучив роль отдельных компонентов белка в общем механизме транспорта субстрата.