Istraživači sa Jejla otkrili su nove detalje o tome kako bakterije poput E. coli grade svoje zaštitne barijere, koje će informisati novi razvoj antibiotika.
Bakterije otporne na antibiotike su sve veći problem kada je u pitanju suzbijanje infekcija. Posebno je teško boriti se protiv bakterija koje imaju dodatni zaštitni sloj na svojim ćelijskim zidovima – tip poznat kao „gram-negativni“ u odnosu na metod bojenja koji se koristi za njihovu identifikaciju.
Istraživači sa Jejla su napredovali u razumevanju kako bakterije stvaraju ovaj zaštitni sloj kroz novu studiju koja otkriva dodatne nijanse – i dodatne ciljeve za razvoj novih antibiotika.
Njihovi nalazi su objavljeni 18. aprila u Zborniku radova Nacionalne akademije nauka.
Kritična komponenta ovog zaštitnog sloja je molekul koji se zove lipopolisaharid (LPS). Bakterijama je potrebna određena količina LPS; previše ili premalo ubija ćeliju. Prethodno istraživanje iz laboratorije Vei Mi, docenta farmakologije na Medicinskom fakultetu Jejla, otkrilo je kako molekularni senzori u E. coli postižu pravi balans proizvodnje LPS.
U novoj studiji, istraživači su dublje ušli u deo ovog procesa koji sprečava prekomerno nakupljanje LPS-a, sa ciljem da razjasni kako se protein nazvan LapB vezuje za i stimuliše razgradnju LpkC, enzima koji pokreće proizvodnju LPS-a. Istraživači su koristili kriogenu elektronsku mikroskopiju da vide strukturu kompleksa nastalog kada se ova dva molekula vežu.
„Pogled na strukturu pruža najdirektniju vizualizaciju kako se ovaj deo procesa dešava“, rekao je Mi, viši autor nove studije. „Kada smo videli strukturu, napravili smo promene u molekulima da vidimo kako to utiče na vezivanje, što nam je omogućilo da identifikujemo koje su komponente neophodne da bi LapB prepoznao LpkC.“
Ali istraživači su takođe otkrili, na svoje iznenađenje, da je LapB imao drugu ulogu. Ne samo da je odgovoran za degradaciju LpkC, već takođe inhibira delovanje enzima pre nego što se degradacija desi.
„U suštini, LapB gasi LpkC pre nego što ga uništi“, rekao je Mi. „Ne razumemo zašto bakterije to rade, jer izgleda suvišno, ali ovo je ono što sada ispitujemo.“
Istraživači spekulišu da bi ova dvostruka uloga mogla biti vezana za fleksibilnost. Degradacija je spor, ali nepovratan proces, dok je inhibicija brza i reverzibilna. Posedovanje obe mogućnosti može omogućiti bakterijama da brže reaguju na promene životne sredine.
„Ovo je sve relevantno za razvoj antibiotika“, rekao je Mi. „Ovi detalji će nam pomoći da pronađemo nove pristupe i razumemo zašto drugi ne rade.“
