Понимание не содержащих металлов ферментов, используемых бактериями, может привести к новым эффективным антибиотикам

        

Некоторые бактериальные патогены, в том числе те, которые вызывают стрептококковое горло и пневмонию, способны создавать компоненты, необходимые для репликации их ДНК без обычных ионов металлов. Этот процесс может позволить инфекционным бактериям реплицироваться, даже если иммунная система хозяина секвестрирует железо и ионы марганца в попытке замедлить репликацию патогенов. Новое исследование, появившееся в журнале Труды Национальной академии наук описывает новый подкласс ферментов безредукторной рибонуклеотидредуктазы, используемых этими бактериями, понимание которых может стимулировать разработку новых, более эффективные антибиотики.

«Каждый организм использует ферменты рибонуклеотидредуктазы (RNR) для создания нуклеотидных строительных блоков, необходимых для репликации и восстановления ДНК», – сказала Ами Боал, доцент кафедры химии и биохимии и молекулярной биологии в штате Пенн и ведущий автор бумага. «Поскольку РНР имеют важное значение, они являются проверенными мишенями для лечения некоторых видов рака и вирусных инфекций, но они еще не используются в качестве лекарственных препаратов в патогенных бактериях. Одна из целей нашей работы заключается в том, чтобы лучше понять, какие кофакторы, требуемые РНР для функционирования , который, мы надеемся, вдохновит на создание новых мощных противомикробных препаратов, которые могут ингибировать фермент ».

RNR выполняют очень сложную химию для преобразования рибонуклеотидов – строительных блоков РНК, которые присутствуют в клетке, – в дезоксирибонуклеотиды – структурные блоки ДНК. Все известные RNR, используемые во время аэробного метаболизма, требуют кофактора ионов металлов, который действует как мощный окислитель для преобразования конверсии. В своем новом исследовании группа исследователей теперь определила и описала новый подкласс RNR, который способен выполнять этот процесс без помощи иона металла в бактериальных патогенах, которые вызывают стрептококковое горло, пневмонию, ревматическую лихорадку и другие заболевания .

«Требование следо-металлического кофактора – это ахиллесова пята RNR, особенно в патогенных бактериях», – сказал Гавин Палович, доктор философии. кандидат в биохимии, микробиологии и молекулярной биологии в штате Пенн и соавтор исследования. «Когда патоген проникает в ваше тело, одна из вещей, которые может сделать ваша иммунная система, – это попытаться лишить ее ионов железа и марганца в попытке замедлить размножение. Если у вас есть способ сделать ДНК, которая не полагается так же сильно на металлическом кофакторе, это новая тактика для уклонения от иммунного ответа ».

Исследователи показали, что этот новый подкласс RNR способен использовать модифицированную аминокислоту вместо иона металла в качестве окислителя, который стимулирует создание нуклеотидов ДНК. Остается неизвестным, требуется ли металл для первоначального синтеза модифицированной аминокислоты, а затем потерян. Но исследование устанавливает, что для модификации требуется отдельный белок для его установки.

«Потребность в другом активирующем белке имеет решающее значение для размышления об ингибировании этого фермента антибиотиками», – сказал Боал. «Белки-белковые взаимодействия являются действительно привлекательными мишенями для разрушения малыми молекулами терапии».

Источник:

https://news.psu.edu/story/542386/2018/10/18/research/pathogens-may-evade-immune-response-metal -бесплатно-фермент

      

Source link