Открыт молекулярный переключатель, объясняющий, как бактерии контролируют биосинтез белка через метаболизм клетки

Междисциплинарная группа учёных под руководством биолога LMU PD д-ра Юргена Лассака обнаружила ранее неизвестный механизм контроля бактериями процесса биосинтеза белка.

Как сообщается в статье в журнале Nature Communications, белок EfpL функционирует как контроллер, который может ускорять или останавливать производство белка в зависимости от метаболизма клетки. Это открытие представляет возможный подход для разработки новых методов терапии.

Включение аминокислотного строительного блока пролина в растущую белковую молекулу представляет особую сложность для клетки во время биосинтеза белка. Из-за своей жёсткой структуры пролин часто вызывает остановку на рибосомах — «белковых фабриках» клетки. Все организмы используют специфический фактор для преодоления этих остановок.

У бактерий этот фактор называется EF-P и помогает рибосомам включать пролин. Как теперь обнаружили исследователи, некоторые бактерии обладают дополнительным инструментом для биосинтеза белка — белком EfpL, который тесно связан с EF-P. Однако, в отличие от EF-P, этот белок реагирует на метаболизм клетки и адаптирует синтез белка к текущим потребностям с помощью специфических химических модификаций.

«EfpL даёт нам уникальную возможность понять гибкую адаптацию бактериального производства белка к условиям окружающей среды», — объясняет Алина Зибер, ведущий автор исследования.

«Такой тип регуляции ранее был неизвестен, — добавляет Лассак, — и мы впервые показали, что метаболизм клетки влияет на активность EfpL».

Особенно интересно, отмечает он, что среди бактерий, использующих EfpL, обнаружено множество человеческих патогенов, включая виды Salmonella и Escherichia coli, а также возбудителей холеры и чумы.

Авторы предполагают, что точный контроль производства белка с помощью EfpL является эффективной адаптацией к меняющимся условиям обитания — например, когда бактерии попадают в организм человека-хозяина. Следовательно, ингибирование EfpL может стать многообещающим подходом для подавления роста таких патогенов и разработки новых терапевтических стратегий.