Новый механизм убиквитирования объясняет патогенные эффекты инфекции Legionella

Учёные под руководством Ивана Дикича, директора Института биохимии II во Франкфуртском университете имени Гёте, обнаружили новый механизм убиквитирования, с помощью которого бактерии Legionella захватывают контроль над клетками хозяина. Legionella вызывает смертельную пневмонию у пациентов с ослабленным иммунитетом.

Согласно текущим представлениям, для присоединения убиквитина к белкам требуется скоординированное действие трёх ферментов. В апреле этого года американские учёные описали реакцию убиквитирования, которая зависит только от одного фермента бактерии Legionella. Команда Дикича совместно с группой Ивана Матича (Институт биологии старения Макса Планка, Кёльн, Германия) выяснила молекулярный механизм его действия и обнаружила ранее неизвестный тип химической связи между убиквитином и белками-мишенями.

При более детальном изучении нового механизма учёные обнаружили, что фермент Legionella не только переносит убиквитин на белки-мишени, но и химически модифицирует оставшийся пул молекул убиквитина. Модифицированный убиквитин почти полностью подавляет работу классической системы убиквитирования, что указывает на новую роль этого фермента во время инфекции.

Это отключение системы убиквитирования затрагивает несколько важных клеточных процессов и может вызывать быструю гибель клеток. Команда показала, что модифицированный убиквитин, например:

• предотвращает деградацию митохондрий (процесс митофагии),
• влияет на передачу воспалительных сигналов,
• ограничивает деградацию белков.

«Скорее всего, Legionella — не единственная бактерия, использующая этот механизм. Мы надеемся, что наши результаты помогут в разработке новых стратегий для создания антибактериальных средств, которые могли бы дополнить обычные антибиотики, ограничивая клеточные повреждения, вызванные бактериальными ферментами», — объясняет Иван Дикич высокую медицинскую значимость открытия.