Російські вчені створили білок-"кілер" для боротьби з пневмонією
Опубликованно 07.05.2019 17:36
МОСКВА, 6 травня – РІА Новини. Молекулярні біологи з інститутів РАН вдосконалили структуру білка, який віруси-бактеріофаги використовують для проникнення в клітини синьогнійної палички, і перетворили його у своєрідного "кілера" цих небезпечних мікробів. Перші підсумки його застосування були представлені в журналі Metallomics.
"Ми експериментально показали, що один із створених нами білків-мутантів, дефектний за зв'язування кальцію, але стійкий до амінокислоти ЕДТА, в присутності цього сполучного речовини руйнує клітини синьогнійної палички - потенційного збудника сепсису і пневмонії", — розповідає Віктор Кутышенко з Інституту теоретичної та експериментальної біофізики РАН в Пущино.
В останні роки перед медиками все ширше і гостріше стає проблема появи так званих "супер-бактерій" – мікробів, стійких до дії одного або декількох антибіотиків. Серед них є рідкісні збудники інфекцій, так і дуже поширені і небезпечні патогени, такі як синьогнійна паличка (Pseudomonas aerugenosa) або гонокок (Neisseria gonorrhoeae), збудник гонорреи.
У минулому, вчені боролися з цим феноменом, відкриваючи нові антибіотики в природі, однак зараз це стає робити все складніше. З цієї причини багато дослідників намагаються вирішити цю проблему, змінюючи структуру вже існуючих препаратів, здатних вбивати небезпечних бактерій, або "перепрофилируя" на цю роль інші молекули біологічного походження.
13 квітня 2017, 11:52Вчені знайшли потужний антисептик в крові "драконів"
Подібні експерименти, як передає прес-служба ИТЭБ РАН, вчені проводять, вносячи випадкові або спрямовані дрібні мутації в структуру генів, що відповідають за виробництво цих речовин, і спостерігаючи за тим, як змінюється їхня робота. Це одночасно дозволяє шукати нові корисні препарати і вивчати те, яку роль відіграють окремі амінокислоти в білкових ланцюжках різних важливих ферментів, з якими експериментують дослідники.
Кутышенко і його колеги експериментували з білком EndoT5, який вірус-бактеріофаг T5 використовує для того, щоб руйнувати оболонку синьогнійної палички на останніх фазах його розмноження.
Даний фермент, як нещодавно з'ясували вчені, "включається" лише в тому випадку, якщо в його околицях є досить велика кількість іонів кальцію. Російські дослідники намагалися зрозуміти, чому це так, і одночасно хотіли змінити його структуру таким чином, щоб він працював і без кальцію або активувався з іншого сигналу.
Для цього вчені виділили з бактеріофага ділянки ДНК, пов'язані з виробництвом цього ферменту, розмножили і внесли мутації в них, після чого вставили їх у клітини звичайної кишкової палички. Коли мікроби розмножилися і почали виробляти "мутантні" білкові молекули, вчені проаналізували їх структуру і перевірили, як ці речовини вплинуть на життя синьогнійної палички.
Як показали ці досліди, заміни окремих амінокислот в ланцюжку EndoT5 майже не позначалися на формі молекули, але деякі з подібних точкових мутацій сильно змінили характер її роботи. Наприклад, заміна аспарагінової кислоти на аланін в критично важливій частині білка повністю виводила його з ладу, а інші мутації перетворювали цей білок у найсильніший нейтралізатор "нормальних" молекул цієї речовини або змінювали його роботу іншими шляхами.
Увагу російських вчених привернула одна з подібних мутацій, E123A, заміна глутамінової кислоти на аланін. Її поява в білковій ланцюжку призводило до того, що молекула починала працювати навіть при низьких концентраціях кальцію в її околицях, що змусило вчених простежити за тим, як воно буде діяти на синьогнійну паличку.
10 березня 2016, 22:01Вчені розкрили секрет роботи абордажного гака бактерії-"бетмена"
Для цього вчені додали в живильне середовище з бактерією не тільки нову версію цього білка, але і амінокислоту ЕДТА, швидко поглинає всі іони кальцію і не дає їм взаємодіяти з ферментом-"кілером".
Як показали ці досліди, даний пептид досить ефективно знищує мікробів навіть у невеликих концентраціях. Це робить його одним з найбільш перспективних нових засобів для боротьби з пневмонією і зараженням крові, не схожого на всі існуючі антибіотики.
Категория: Новости