Как бактерии сальмонеллы адаптируются к желчным кислотам в кишечнике
Бактерии, попадая в пищеварительный тракт, сталкиваются с агрессивной кислой средой. Сальмонеллы выработали механизмы выживания, включая устойчивую наружную мембрану и системы выкачивания токсинов. Однако молекулярные детали многих таких процессов оставались неясными.
Исследователи из Университета Осаки в составе международной команды выяснили, как сальмонеллы используют белок RamR для обнаружения желчных кислот. Это запускает каскад событий, помогающих бактериям адаптироваться к условиям кишечника.
Ключевая роль белка RamR
В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, команда сравнила обычный штамм сальмонеллы и мутантный, лишённый RamR. Известно, что RamR подавляет экспрессию гена RamA, связанного с выведением веществ из клетки. При воздействии различных желчных кислот экспрессия RamA резко возрастала у обычных бактерий, но не у мутантов.
"Мы уже знали, что сальмонелла активирует множество генов в кишечнике, но эти данные чётко показали, что RamR — ключевая часть её адаптации", — говорит автор-корреспондент Кунихоко Нишино.
Прямое связывание и структурные изменения
С помощью анализа поверхностного плазмонного резонанса учёные показали, что RamR напрямую связывается с первичными желчными кислотами: холевой и хенодезоксихолевой.
Для детального изучения этого процесса команда определила кристаллические структуры RamR в комплексе с каждой из этих кислот. В комплексах были идентифицированы:
- Образование водородных связей.
- Разворачивание альфа-спирального домена в RamR.
Оба механизма связывания являются новыми для этого белка.
Механизм адаптации
Когда RamR связан с желчной кислотой, он теряет сродство к ДНК и перестаёт подавлять свою мишень — ген RamA. Это освобождает белок RamA, который активирует систему эффлюкса AcrAB-TolC. Данная система выкачивает повреждающие вещества из бактериальных клеток, помогая им выживать в тонком кишечнике и желчном пузыре.
Эти открытия указывают, что RamR может стать мишенью для разработки новых методов лечения бактериальных инфекций кишечника или для восстановления баланса кишечной микрофлоры.