Badanie rzuca światło na specyficzne interakcje białek, które mogą zapewnić nowe strategie leczenia cholery

Badanie rzuca światło na specyficzne interakcje białek, które mogą zapewnić nowe strategie leczenia cholery

Bakteryjne choroby zakaźne w dalszym ciągu w dużym stopniu przyczyniają się do globalnego obciążenia chorobami, a wraz ze wzrostem oporności na antybiotyki na całym świecie istnieje pilna potrzeba opracowania nowych strategii leczenia bakterii. Jedną z najbardziej wyniszczających infekcji bakteryjnych jest cholera wywoływana przez bakterię Vibrio cholerae, która przeżywa siódmą utrzymującą się pandemię od 1961 r. Grupa badawcza kierowana przez Uniwersytet w Osace w Japonii rzuciła światło na specyficzną interakcję białek, która może stać się nowym celem w leczeniu cholery.

Cholera charakteryzuje się ciężką biegunką, która w najgorszych przypadkach może zakończyć się śmiercią w ciągu kilku godzin. Jednym z najważniejszych etapów procesu infekcji V. cholerae jest kolonizacja jelita ludzkiego przez bakterię poprzez wydzielanie czynnika kolonizacyjnego zwanego TcpF, chociaż dokładny mechanizm stojący za tym wydzielaniem pozostaje niejasny. Teraz w badaniu, które wkrótce zostanie opublikowane w Science Advances, badacze wykorzystali krystalografię rentgenowską, analizę fizykochemiczną i modelowanie strukturalne, aby dokładnie odkryć, w jaki sposób V. cholerae wydziela TcpF.

„Wiadomo, że pilus współregulowany toksynami (TCP), układ pilusów typu 4, odgrywa kluczową rolę w wydzielaniu TcpF, ale dokładna interakcja między nimi była niejasna” – wyjaśnia Hiroya Oki, główna autorka badania. Pili to struktury przypominające włókna na powierzchni komórek bakteryjnych, które mogą pełnić różnorodne funkcje. TCP V. cholerae składa się głównie z licznych podjednostek TcpA, z początkową mniejszą podjednostką składającą się z trimeru TcpB przymocowanego do „góry” pilusa, aby ułatwić jego montaż. Grupa zbadała interakcję TcpF z TcpA i B i zbudowała modele na podstawie wyników.

Zaobserwowaliśmy, że TcpF trimeryzował, tworząc jednostkę przypominającą kwiat, aby związać się z trimerem TcpB na końcu pilusa”.

Shota Nakamura, starszy autor badania

Co ważne, zidentyfikowaliśmy oddzielne konserwatywne domeny, które są krytyczne dla wiązania TcpF z trimeryzacją TcpB i TcpF, które są wymagane do kolonizacji V. cholerae.

Biorąc pod uwagę wyniki swoich badań w kontekście innych opublikowanych prac, grupa postawiła hipotezę, że istnieje model wydzielania, w którym TCP transportuje TcpF związany z TcpB z komórki, po czym TcpF oddziela się od pilusa i swobodnie przemieszcza się w jelicie człowieka, inicjując wczesne etapy kolonizacji V. cholerae. Następnie TCP wycofuje się z powrotem do komórki bakteryjnej, aby powtórzyć proces.

Biorąc pod uwagę rosnącą oporność na antybiotyki, tego typu odkrycia, które wyjaśniają molekularne szczegóły infekcji, mogą mieć ogromną wartość dla opracowania nowych leków przeciwbakteryjnych. Opracowanie środka antyadhezyjnego, który selektywnie hamuje interakcję między czynnikiem kolonizacyjnym TcpF a układem wydzielania TCP, może stanowić nową strategię leczenia cholery.

Źródło:

Uniwersytet w Osace

Odniesienie:

Oki, H. i in. (2022) Strukturalne podstawy współregulowanego przez toksyny, zależnego od pilusów wydzielania czynnika kolonizacyjnego Vibrio cholerae. Postęp naukowy. doi.org/10.1126/sciadv.abo3013.

.