Открыт новый механизм самозащиты, используемый бактериями для борьбы с антибиотиками — Naked Science
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, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

Вчера, 20:52
Мария Азарова

Проект назвали в честь Галилео Галилея — итальянского ученого эпохи Возрождения, который задействовал разработанный им телескоп для наблюдения за астрономическими объектами, такими как луны Юпитера, кратеры спутника Земли и кольца Сатурна. Пока программа получила финансирование в 1,75 миллиона долларов, но возглавляющий ее профессор Ави Леб надеется на большее.

Вчера, 21:44
Василий Парфенов

Винтокрылый дрон Ingenuity продолжает демонстрировать свою исключительную пользу в качестве инструмента для изучения Марса. Он совершил уже десятый полет, преодолев в сумме 1838 метров, а также разогнался до рекордной скорости и поднялся на впечатляющую высоту.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: