Nova studija objavljena u časopisu Biochemistry donosi značajne uvide u načine na koje bakterije regulišu svoje gene, osporavajući dosadašnje pretpostavke o ponašanju proteina. Istraživači su analizirali kako dve bakterijske vrste – Escherichia coli i Mycobacterium tuberculosis – koriste signalnu molekulu ciklični AMP (cAMP) za kontrolu ključnih ćelijskih funkcija.
Tim naučnika se fokusirao na proteine receptore bakterijskog cAMP-a (CRP), koji igraju ulogu u regulaciji gena. Poređenjem alosterične regulacije CRP-a u E. coli (CRP^ECOLI) i M. tuberculosis (CRP^MTB), istraživači su otkrili da, iako ova dva proteina imaju strukturnu sličnost, oni ne reaguju na signalne molekule na isti način. Ovo otkriće dovodi u pitanje dugogodišnju pretpostavku da strukturna sličnost automatski podrazumeva i sličnu funkcionalnost u alosteričnim proteinima.
Kako bi dublje istražili ove razlike, naučnici su uveli strukturno homologne mutacije u CRP^ECOLI i primenili ih na CRP^MTB, analizirajući promene u strukturi, stabilnosti i funkciji proteina. Rezultati su pokazali da ova dva proteina, uprkos sličnosti u osnovnoj građi, imaju različite alosterične mehanizme prilagođene specifičnim potrebama bakterijskih vrsta kojima pripadaju.
Potencijal za razvoj novih lekova
Pored unapređenja razumevanja bakterijske signalizacije, ovo istraživanje ima značajne implikacije za razvoj novih antimikrobnih terapija. Precizno mapiranje jedinstvenih alosteričnih osobina CRP^MTB može pomoći u razvoju lekova koji ciljaju transkripcijske regulatore u M. tuberculosis, što bi moglo oslabiti sposobnost ove bakterije da preživi u ljudskom organizmu.
Studiju pod nazivom „Identifikacija alosteričnih žarišta u Mycobacterium tuberculosis CRP proteinu kroz strukturnu homologiju“ vodio je dr Rodrigo Maillard sa Univerziteta Džordžtaun.
Buduća istraživanja i značaj otkrića
Naredne studije će istražiti kako evolucione razlike oblikuju alosterične signalne puteve kod različitih bakterijskih vrsta. Razumevanje specifičnih regulatornih mehanizama u M. tuberculosis u poređenju sa E. coli može pružiti ključne informacije o bakterijskoj adaptaciji i kontroli gena.
Pored toga, identifikacija novih regulatornih elemenata u CRP-posredovanim putevima mogla bi dovesti do razvoja preciznijih antimikrobnih strategija. Cilj je razviti terapijske pristupe koji bi selektivno ometali ključne bakterijske signalne mreže, čime bi se oslabio patogeni potencijal bakterija poput M. tuberculosis.
Ovo istraživanje predstavlja značajan iskorak u mikrobiologiji i medicinskoj biohemiji, nudeći novu perspektivu na bakterijsku regulaciju gena i potencijalne terapijske mete za borbu protiv infekcija otpornih na antibiotike.
