Tutkimus paljastaa erityisiä proteiinivuorovaikutuksia, jotka voivat tarjota uusia hoitostrategioita koleran torjumiseksi

Tutkimus paljastaa erityisiä proteiinivuorovaikutuksia, jotka voivat tarjota uusia hoitostrategioita koleran torjumiseksi

Bakteerien aiheuttamat tartuntataudit lisäävät edelleen voimakkaasti maailmanlaajuista tautitaakkaa, ja antibioottiresistenssin lisääntyessä maailmanlaajuisesti, tarvitaan kiireellisesti uusia bakteerien hoitostrategioita. Yksi tuhoisimmista bakteeri-infektioista on Vibrio cholerae -bakteerin aiheuttama kolera, joka on kokenut seitsemättä jatkuvaa pandemiaansa sitten vuoden 1961. Nyt Japanissa sijaitsevan Osakan yliopiston johtama tutkimusryhmä on paljastanut tietyn proteiinivuorovaikutuksen, joka voi olla uusi kohde koleran hoidossa.

Koleralle on tyypillistä vaikea ripuli, joka pahimmissa tapauksissa voi johtaa kuolemaan muutamassa tunnissa. Yksi V. choleraen infektioprosessin tärkeimmistä vaiheista on, että bakteeri kolonisoi ihmisen suolistossa erittämällä kolonisaatiotekijää nimeltä TcpF, vaikka tarkka mekanismi tämän erityksen takana jäi epäselväksi. Nyt Science Advancesissa pian julkaistavassa tutkimuksessa tutkijat käyttivät röntgenkristallografiaa, fysikaalis-kemiallista analyysiä ja rakennemallinnusta paljastaakseen tarkalleen, kuinka V. cholerae erittää TcpF:ää.

"Tyksin 4 pilus-järjestelmällä (TCP), toksiinien yhteissäätelyllä, tiedettiin olevan ratkaiseva rooli TcpF:n erittymisessä, mutta tarkka vuorovaikutus näiden kahden välillä oli epäselvä", kertoo Hiroya Oki, tutkimuksen johtava kirjoittaja. Pili ovat filamenttimaisia ​​rakenteita bakteerisolujen pinnalla, joilla voi olla erilaisia ​​toimintoja. V. choleraen TCP koostuu pääasiassa lukuisista TcpA-alayksiköistä, joista ensimmäinen pieni alayksikkö koostuu TcpB-trimeeristä, joka on kiinnitetty piluksen "yläosaan" sen kokoamisen helpottamiseksi. Ryhmä tutki TcpF:n vuorovaikutusta TcpA:n ja B:n kanssa ja rakensi malleja tulosten perusteella.

Havaitsimme, että TcpF trimeroitui kukkamaiseksi yksiköksi sitoutuakseen piluksen päässä olevaan TcpB-trimeeriin."

Shota Nakamura, tutkimuksen vanhempi kirjoittaja

Wichtig ist, dass wir separate konservierte Domänen identifiziert haben, die für die Bindung von TcpF an TcpB und die TcpF-Trimerisierung von entscheidender Bedeutung sind, die beide für die Kolonisierung von V. cholerae erforderlich sind.

Ottaen huomioon tulokset muiden julkaistujen töiden yhteydessä, ryhmä oletti, että on olemassa eritysmalli, jossa TCP kuljettaa TcpB:hen sitoutuneen TcpF:n ulos solusta, jolloin TcpF dissosioituu piluksesta ja liikkuu vapaasti ihmisen suolistossa käynnistäen V. choleraen kolonisaation varhaiset vaiheet. TCP vetäytyy sitten takaisin bakteerisoluun toistaakseen prosessin.

Kun otetaan huomioon kasvava antibioottiresistenssi, tällaiset löydökset, jotka selventävät infektion molekyyliyksityiskohtia, voivat olla erittäin arvokkaita uusien antibakteeristen lääkkeiden kehittämisessä. Selektiivisesti TcpF:n kolonisaatiotekijän ja TCP:n eritysjärjestelmän välistä vuorovaikutusta estävän adhesiivisen aineen kehittäminen voi edustaa uutta hoitostrategiaa koleran torjumiseksi.

Lähde:

Osakan yliopisto

Viite:

Oki, H. et ai. (2022) Rakenteellinen perusta kolonisaatiotekijän Vibrio choleraen toksiinien yhteissäätelemälle pilus-riippuvaiselle erittymiselle. Tieteelliset edistysaskeleet. doi.org/10.1126/sciadv.abo3013.

.