Найден белок, превращающий бактерии в убийц

Ученые из Университета штата Иллинойс обнаружили бактериальные токсины необычной структуры.

Изучая структуру токсичного белка, вырабатываемого некоторыми штаммами бактерий Enterococcus faecalis, исследователи наткнулись на необычное биохимическое явление: один фермент помогает сформировать совершенно разные трехмерные кольцевые структуры в белке. Причем одна из них никогда не наблюдалась раньше.

Обычно бактерии Enterococcus faecalis живут в желудочно-кишечном тракте человека и других млекопитающих и никак не вредят своему хозяину. Однако некоторые штаммы производят белок цитолизин, который убивает другие бактерии и заодно - клетки млекопитающих.

Цитолизин состоит из двух соединений, которые сами по себе не активны, но вместе превращают безобидную бактерию в очень токсичный штамм, который отравляет клетки организма человека. Из эпидемиологических исследований ученые знают, что если человек инфицирован таким штаммом (с генами производящими цитолизин), то шансы умереть от различных инфекций вырастают. Таким образом изначально безвредная Enterococcus faecalis вносит негативный вклад в развитие таких заболеваний, как инфекции мочевыводящих путей, эндокардит, менингит, бактериемия и др.

Энтерококковый цитолизин относится к классу белковых антибиотиков (лантибиотиков), которые имеют два или более серосодержащих кольца. Ученым до сих пор не удавалось определить трехмерную структуру этого цитолизина, потому что бактерия производит его в очень низких концентрациях. Еще одна проблема, которая ставит исследователей в тупик: два белковых компонента цитолизина слипаются, что затрудняет их изучение.

Ученые смогли обойти эти барьеры, создав два компонента цитолизина отдельно в других бактериях - Escherichia coli. В результате ученые обнаружили, что энтерококковый цитолизин производит кольца с различной стереохимией. Это первый случай, когда один фермент делает похожий продукт с различной стереохимией.

Пока ученые не знают, как именно белок выполняет этот "фокус", однако знание его структуры и возможность неограниченного производства открывают новые перспективы в поиске эффективных лекарств по борьбе со смертельными инфекциями.