Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Struktur protein bakteria dapat membantu perkembangan antibiotik baru

Anonim

Sel-sel bakteria mempunyai lapisan tambahan perlindungan, dipanggil dinding sel, sel-sel haiwan itu tidak. Memasang perisai yang sukar ini memerlukan beberapa langkah, beberapa daripadanya disasarkan oleh antibiotik seperti penicillin dan vancomycin.

iklan


Namun satu langkah dalam proses itu tetap menjadi misteri kerana struktur molekul protein yang terlibat tidak diketahui.

Penyelidik Universiti Duke kini telah menyediakan sekilas awal protein yang dipanggil MurJ, yang penting untuk membina dinding sel bakteria dan melindunginya dari serangan luar. Mereka menerbitkan struktur molekul MurJ pada 26 Disember dalam Biologi Struktural dan Molekul Alam.

Para penyelidik antibiotik merasakan keperluan mendesak untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang pembinaan dinding sel untuk membangunkan antibiotik baru dalam menghadapi penentangan antibakteria. Di Amerika Syarikat sahaja, jangkitan tahan antibiotik yang dipanggil MRSA menyebabkan hampir 12, 000 kematian setahun.

"Sehingga kini, mekanisme MurJ telah menjadi 'kotak hitam' dalam sintesis dinding sel bakterial akibat kesulitan teknikal mempelajari protein, " kata penulis senior Seok-Yong Lee, Ph.D., profesor biokimia bersekutu di Duke University Sekolah Perubatan. "Kajian kami dapat memberikan gambaran tentang perkembangan antibiotik spektrum yang luas, kerana hampir setiap jenis bakteri memerlukan tindakan protein ini."

Dinding sel bakterium terdiri daripada bahan seperti mesh yang dipanggil peptidoglycan. Molekul untuk membuat peptidoglycan dihasilkan di dalam sel dan kemudian perlu diangkut melintasi membran sel untuk membina dinding luar.

Pada tahun 2014, kumpulan saintis lain telah menemui bahawa MurJ adalah protein transporter yang terletak di dalam membran sel yang bertanggungjawab untuk membalikkan blok bangunan dinding di seluruh membran. Tanpa MurJ, prekursor peptidoglycan membina di dalam sel dan bakterium menjadi terpisah.

Banyak kumpulan telah berusaha untuk menyelesaikan struktur MurJ tanpa berjaya, sebahagiannya kerana protein membran sangat terkenal untuk bekerja dengan.

Dalam kajian baru, pasukan Lee dapat mengkristalisasikan MurJ dan menentukan struktur molekulnya kepada resolusi 2-angstrom dengan kaedah yang ditetapkan yang dikenali sebagai crystallography sinar-X - yang sukar dicapai dalam protein membran.

Strukturnya, digabungkan dengan eksperimen susulan di mana ahli-ahli sains bermutasi residu spesifik MurJ, membenarkan mereka mencadangkan model bagaimana ia membalikkan prekursor peptidoglycan melintasi membran.

Selepas menentukan struktur pertama MurJ, pasukan Lee kini berusaha untuk menangkap MurJ dalam tindakan, mungkin dengan mengkristalisasikan protein semasa ia terikat kepada pendahulunya peptidoglycan.

"Mendapatkan struktur MurJ yang dikaitkan dengan substratnya akan menjadi kunci. Ia benar-benar akan membantu kita memahami bagaimana transporter ini berfungsi dan bagaimana untuk membangunkan penarik yang mensasarkan pengangkut ini, " kata Lee.

Kumpulan Lee meneruskan struktur dan kajian fungsi pemain utama lain dalam biosintesis dinding sel bakteria juga. Tahun lepas, mereka menerbitkan struktur satu lagi enzim penting, MraY, terikat kepada muraymycin antibakteria.

Penyelidikan ini disokong oleh dana permulaan Duke University.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Duke University . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Alvin CY Kuk, Ellene H Mashalidis, Seok-Yong Lee. Struktur kristal MurJ flippase MOP dalam penyesuaian menghadap ke hadapan . Alam Struktur & Biologi Molekul, 2016; DOI: 10.1038 / nsmb.3346