Проект кафедры истории медицины Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова

Открыт дефектный белок бактерий, способный работать как антибиотик

9 мая 2022

Американские молекулярные биологи открыли дефектный бактериальный белок, действующий на микробов примерно таким же образом, как антибиотики из класса аминогликозидов. Об этом в пятницу сообщила пресс-служба Брукхевенской национальной лаборатории (BNL).

"Поиски новых "мишеней" внутри микробов и разработка альтернативных стратегий по подавлению их роста становятся все более важными для человечества. Открытый нами белок пока нельзя использовать в качестве лекарства, однако его обнаружение дает нам надежду на создание нового способа уничтожения опасных бактерий", - сообщил научный сотрудник BNL Пол Фраймут, чьи слова приводит пресс-служба лаборатории.

Фраймут и его коллеги открыли потенциальную альтернативу для антибиотиков в ходе изучения структуры белков, которые производили клетки нескольких трансгенных штаммов обычной кишечной палочки (Escherichia coli), в чей геном ученые пересадили гены растений. Как отмечают ученые, эти опыты были изначально нацелены на поиски ферментов, которые позволяют быстро конвертировать растительную биомассу в топливо.

В ходе этих экспериментов биологи неожиданно обнаружили, что трансплантация и активация одного из подобных генов, ARF48, приводила к тому, что все микробы в культуре практически мгновенно погибали. Это открытие заставило ученых изменить свои первоначальные цели и детально изучить то, что происходило внутри кишечных палочек при активации гена ARF48.

Белковый антибиотик

Изначально Фраймут и его коллеги предполагали, что гибель бактерий связана с тем, что ген ARF48 содержит в себе инструкции по сборке молекул ферментов, которые сами по себе могут быть токсичными для бактерий. Вместо этого они обнаружили, что кишечная палочка самоуничтожалась по совершенно иной причине, в результате накопления в ней токсичных белков, которые мешали чтению генов и сборке других пептидов.

Эти опасные молекулы возникали внутри бактерий из-за того, что во вставленной копии ARF48 присутствует короткий участок из тридцати нуклеотидов, "букв" ДНК, который нарушает работу рибосом, клеточных белковых фабрик. Это ведет к формированию большого числа коротких бессмысленных последовательностей аминокислот, блокирующих работу всех остальных рибосом клетки.

Подобные дефектные белки обычно уничтожаются специализированными ферментами микробов, однако при пересадке гена ARF48 этого не происходит по пока неизвестным причинам, что и приводит к гибели бактерий. В этом отношении, как отмечают Фраймут и его коллеги, открытые ими молекулы похожи на антибиотики-аминогликозиды, которые блокируют работу рибосом похожим, но несколько иным образом.

Как надеются биологи, последующее изучение открытых ими дефектных белков и порождающей их последовательности внутри гена ARF48 позволит им понять, как можно воспроизвести процесс их формирования внутри болезнетворных микробов. Это позволит уничтожать или резко замедлять рост этих патогенов и защищать организм людей или животных от гибели, подытожили Фраймут и его коллеги.

По материалам сайта ТАСС