Raziskava osvetljuje specifične interakcije beljakovin, ki bi lahko zagotovile nove strategije zdravljenja za boj proti koleri

Raziskava osvetljuje specifične interakcije beljakovin, ki bi lahko zagotovile nove strategije zdravljenja za boj proti koleri

Bakterijske nalezljive bolezni še vedno močno prispevajo k svetovnemu bremenu bolezni in z naraščajočo odpornostjo na antibiotike po vsem svetu obstaja nujna potreba po novih strategijah zdravljenja proti bakterijam. Ena najbolj uničujočih bakterijskih okužb je kolera, ki jo povzroča bakterija Vibrio cholerae, ki doživlja svojo sedmo trajno pandemijo od leta 1961. Zdaj je raziskovalna skupina, ki jo vodi Univerza v Osaki na Japonskem, osvetlila specifično interakcijo beljakovin, ki povzroča možnost, da postane nova tarča pri zdravljenju kolere.

Za kolero je značilna huda driska, ki je v najhujših primerih lahko smrtna v nekaj urah. Eden najpomembnejših korakov v procesu okužbe z V. cholerae je, da bakterija kolonizira človeško črevesje z izločanjem kolonizacijskega faktorja, imenovanega TcpF, čeprav je natančen mehanizem tega izločanja ostal nejasen. Zdaj, v študiji, ki bo kmalu objavljena v Science Advances, so raziskovalci uporabili rentgensko kristalografijo, fizikalno-kemijsko analizo in strukturno modeliranje, da bi razkrili, kako natančno V. cholerae izloča TcpF.

"Znano je, da ima s toksinom koreguliran pilus (TCP), sistem pilus tipa 4, ključno vlogo pri izločanju TcpF, vendar natančna interakcija med obema ni bila jasna," pojasnjuje Hiroya Oki, glavni avtor študije. Pili so filamentom podobne strukture na površini bakterijskih celic, ki imajo lahko različne funkcije. TCP V. cholerae je sestavljen predvsem iz številnih podenot TcpA, z začetno manjšo podenoto, ki jo sestavlja trimer TcpB, pritrjen na "vrh" pilusa, da se olajša njegovo sestavljanje. Skupina je preučevala interakcijo TcpF s TcpA in B ter na podlagi rezultatov zgradila modele.

Opazili smo, da se je TcpF trimeriziral v cvetlično enoto, da se veže na trimer TcpB na koncu pilusa.

Shota Nakamura, višji avtor študije

Pomembno je, da smo identificirali ločene ohranjene domene, ki so kritične za vezavo TcpF na TcpB in trimerizacijo TcpF, ki sta potrebni za kolonizacijo V. cholerae.

Ob upoštevanju njihovih rezultatov v kontekstu drugega objavljenega dela je skupina domnevala, da obstaja model izločanja, v katerem TCP prenaša TcpF, vezan na TcpB, iz celice, nakar se TcpF disociira od pilusa in se prosto giblje v človeškem črevesju, kar sproži zgodnje faze kolonizacije V. cholerae. TCP se nato umakne nazaj v bakterijsko celico, da ponovi postopek.

Glede na naraščajočo odpornost proti antibiotikom so lahko ugotovitve, kot so te, ki pojasnjujejo molekularne podrobnosti okužbe, zelo pomembne za razvoj novih protibakterijskih zdravil. Razvoj antiadhezivnega sredstva, ki selektivno zavira interakcijo med faktorjem kolonizacije TcpF in sistemom izločanja TCP, lahko predstavlja novo strategijo zdravljenja za boj proti koleri.

Vir:

Univerza v Osaki

Referenca:

Oki, H., et al. (2022) Strukturna osnova za od toksina koregulirano pilus odvisno izločanje kolonizacijskega faktorja Vibrio cholerae. Znanstveni napredek. doi.org/10.1126/sciadv.abo3013.

.