Lepší pochopení způsobu, jakým fungují stovky různých typů bakterií způsobujících nemoci, by podle předních vědců mohlo pomoci připravit cestu k řešení jejich účinků.
Výzkumníci z University of Leeds pod vedením profesorů Sheeny Radford a Neila Ransona odhalili nové informace o fungování proteinového komplexu zvaného BAM, mechanismu sestavování beta-barelů, který pomáhá vkládat další bakteriální proteiny do bakterií. vnější ochranná vrstva.
Aby bakterie šířily nemoci, potřebují vytvořit vnější membránu, jinak nemohou přežít v drsném prostředí, ve kterém žijí.
Komplex BAM hraje v tomto procesu klíčovou roli a usnadňuje vkládání nesčetných proteinů do této vrstvy, které jsou nezbytné pro její správné fungování jako bariéra, která chrání štěnici před napadením antibiotiky.
S novými výsledky vědci z Astbury Center for Structural Molecular Biology tvrdí, že by mohlo být možné navrhnout léky, které by mohly zasáhnout komplex BAM a zastavit jeho činnost.
Profesor Ranson řekl: "Toto je složitý molekulární stroj zapojený do udržování bakterií naživu a víme, že mutace v něm jsou pro bakterie smrtelné. Některé krásné práce jiných laboratoří ukázaly, že BAM existuje ve dvou různých tvarech - otevřená a uzavřená forma - ale zdálo se, že otevřená forma vyžaduje, aby se část komplexu rozpadla.
"Naše práce poprvé ukazuje neporušený komplex BAM v tomto otevřeném stavu. Nyní jsme byli schopni vidět neporušenou strukturu tímto způsobem, dává nám to nové vodítko o tom, jak BAM funguje a jak se vyvíjet způsoby, jak to zastavit."
Profesor Radford, ředitel University's Astbury Center, řekl: "Pokud BAM nemůže dělat svou práci, bakterie nepřežijí a bylo by jim zabráněno v šíření nemocí. Výzva, nyní chápeme více o tom, jak BAM funguje, je pro vědeckou komunitu, aby vyvinula léky, které se na ni mohou zaměřit a doplnit náš zmenšující se arzenál antibiotik k léčbě bakteriálních infekcí."
Nové chápání přispěje k pokračující práci na hledání nových způsobů, jak zabíjet bakterie, které se staly stále odolnější vůči lékům vyvinutým ve 20. století.
Antibakteriální rezistence se v posledních letech stala hlavním problémem, protože mnoho léků vyvinutých k boji proti infekcím od černého kašle po salmonelu a široké škále nemocničních infekcí ztrácí účinnost.
Dříve vědci používali rentgenovou krystalografii, která byla po několik desetiletí hlavní oporou strukturálních objevů, aby ukázali, že komplex BAM ve tvaru sudu může existovat v otevřené i uzavřené formě.
Komplex BAM je umístěn ve vnější membráně gramnegativních bakterií a vkládá další proteiny do membrány, kde jsou potřebné k vytvoření funkční ochranné vrstvy. Jak se to stane, není správně pochopeno, ale změna tvaru je považována za zásadní pro umožnění vstupu klientských proteinů do membrány.
Pomocí vysoce pokročilých elektronových mikroskopů nyní profesoři Radford a Ranson viděli strukturu BAM v otevřeném stavu rychlým zmrazením komplexu z roztoku.
Předchozí struktury otevřeného stavu postrádaly jeden z pěti proteinů, které tvoří úplný komplex BAM, nazývaný BamB. Nové výsledky ukazují, že tam může dojít k otevření sudu BAM s BamB, a to mění způsob, jakým vědci přemýšlejí o tom, jak by BAM mohla fungovat.
Výzkum byl proveden pomocí elektronových mikroskopů založených na Diamond Light Source, britském národním synchrotronovém vědeckém zařízení, které se nachází v Harwell Science and Innovation Campus v Oxfordshire. Brzy však bude možné provést další kroky v tomto výzkumu na univerzitě v Leedsu po investici univerzity do vlastních nejmodernějších elektronových mikroskopů. Tyto dva mikroskopy mají být plně využívány v říjnu 2016 a tvoří klíčovou část špičkových zařízení v Astbury Centre.
