10.04.2020
Сколтех

Открыт новый механизм самозащиты, используемый бактериями для борьбы с антибиотиками

4.8

Сотрудники лаборатории Константина Северинова в Сколтехе совместно с коллегами из России и США открыли новый механизм самозащиты бактерий от микроцина С – антибиотика, который в микроскопическом мире является мощным оружием, способным в некоторых случаях атаковать даже клетку-продуцента.

Открыт новый механизм самозащиты, используемый бактериями для борьбы с антибиотиками / ©alev.biz

Результаты исследования опубликованы в журнале mBio. Микроцин С представляет собой пептидно-нуклеотидный антибиотик, который продуцируется некоторыми штаммами бактерии Escherichia coli. По своей сути, это «троянский конь»: пептидная часть антибиотика помогает ему проникнуть в клетку, которая при помощи своих внутренних механизмов превращает его в так называемый «преобразованный McC».

Это соединение полностью блокирует биосинтез белка, воздействуя на его важнейший компонент – аспартил-тРНК-синтетазу. Продолжая аллегорию с троянским конем, отметим, что к несчастью для штамма-продуцента микроцина С, некоторые «греки» бросают своего «коня» слишком рано, еще не покинув продуцирующую клетку, что приводит к самоинтоксикации. Именно поэтому этой клетке приходится проявлять изобретательность и искать средства защиты от своего же оружия. Одним из таких средств является фермент, который нейтрализует «преобразованный McC» путем ацетилирования.

Аспирант Сколтеха Эльдар Ягмуров и его коллеги открыли новый механизм самозащиты клеток: использование гидролаз из суперсемейства гистидин-триад (HIT) (то есть ферментов, способных с помощью воды расщеплять большие молекулы на более мелкие).

Структуры неаминопропилированного (McC 1120 ) и аминопропилированного (McC 1177 ) E.coli microcin C. Аминопропильная группа обозначена стрелкой / ©mbio.asm.org

«Предположения о том, что HIT-гидролазы участвуют в механизмах самозащиты клеток от микроцина С, высказываются уже давно. Известно, что один из ферментов этого семейства способен разрушать связь между фосфором и азотом, которая соединяет две части в системе, очень напоминающей McC. Мы предположили, что в данном суперсемействе может найтись и другой фермент, способный воздействовать на микроцин С», – говорит Ягмуров.

Кластер в геноме грамотрицательной бактерии Hyalangium minutum, который кодирует продуцирование McC-подобных соединений и HIT-фосфорамидазы / ©mbio.asm.org

Используя средства биоинформатики, ученые предсказали кластер в геноме грамотрицательной бактерии Hyalangium minutum, который кодирует продуцирование McC-подобных соединений и конкретной HIT-фосфорамидазы, которая, как предполагают авторы, может обеспечить самозащиту от этих антибиотиков. Их предположения нашли подтверждение в ходе экспериментов, показавших, что фермент разрушает связь между «транспортной» и «боевой» частями «преобразованного McC», тем самым полностью его нейтрализуя.

«Исследование естественных средств защиты от антибиотиков и, особенно, от перспективного противомикробного антибиотика McC, позволит на шаг опередить бактерии, модифицировав его таким образом, чтобы он мог противостоять этим естественным механизмам», – добавил Ягмуров.

Как отмечается в статье, свои собственные аналоги HIT-фермента H. minutum могут быть и у других бактерий, причем каждый из них может обеспечивать защиту от конкретного соединения, аналогичного McC, помогая им выживать в жестоком мире бактерий.

Полученные результаты также позволяют предположить, что существует огромное количество пока не открытых соединений, подобных McC. Возможно, некоторые из них в перспективе можно будет взять за основу при создании антибиотиков для практического применения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Вчера, 12:28
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

Вчера, 20:11
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Сегодня, 10:39
Александр Березин

Когда полвека назад гибель динозавров объяснили падением астероида, это вызвало массовое неприятие, длившееся десятилетия. Открытие кометы, взрыв которой принес тысячелетнее похолодание в начале голоцена, привело к спорам в научной среде, которые идут до сих пор. Теперь множеству атак подверглось и открытие астероида, уничтожившего Содом. Отчего многим исследователям так трудно поверить в астероидные взрывы и о каких узких местах в современной науке это может говорить?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: