Недавнее исследование, опубликованное в журнале Cell Chemical Biology, выявило новое понимание молекулярного пути, который приводит к вирулентности золотистого стафилококка. Используя инструмент, имитирующий клеточную среду, исследователи из Принстонского университета воссоздали ключевой рецепторный белок, ответственный за регуляцию вирулентности S. aureus. Эти бактериальные инфекции могут вызывать целый ряд заболеваний человека, от кожных инфекций до пневмонии.
« S. aureus ведет образ жизни Джекила и Хайда », - сказал Том Мьюир, профессор химии и заведующий кафедрой Ван Зандт Уильямс-младший 1965 года и автор соответствующей статьи.«Когда он находится на вашей коже, он довольно безвреден, но как только он попадает в абсцесс или порез, он меняет свое поведение и начинает производить всевозможные белки, которые приводят к различным проблемам».
Бактерии включают это плохое поведение, используя химическую сигнальную систему, известную как определение кворума. В этой системе бактерии выделяют соединения, называемые аутоиндукторными пептидами (AIP), которые обнаруживаются рецепторными белками, называемыми киназами регуляторов дополнительных генов (Agr). Как только киназы обнаруживают определенную концентрацию пептидов, они высвобождают вызывающие проблемы белки или факторы вирулентности.
«Чувство кворума - это способ для бактерий подсчитывать самих себя», - сказал Мьюир. «Когда они превышают определенный порог, они атакуют. Они не хотят делать это слишком рано, потому что это требует много энергии, поэтому они ждут, пока вокруг не соберется достаточно их товарищей, чтобы что-то изменить».
В системе распознавания кворума бактерий существует четыре типа пептидов, и каждая группа обнаруживается соответствующими киназами рецепторов Agr. У каждой пары пептид-рецептор есть четкое время, когда она включает чувство кворума и, следовательно, вирулентность. Чтобы выяснить, как синхронизация ощущения кворума связана с киназами рецепторов, исследователи разработали так называемые нанодиски, позволяющие им наблюдать, как киназы Agr работают в клеточной среде. Используя нанодиски, команда выяснила механизм активации рецепторной киназы AgrC и обнаружила ключевую регуляторную точку в киназы, которая может сильно влиять на ее активность.
Эта новая информация о том, как включается киназа, дает отправную точку для разработки молекул, подавляющих ее, сказал Мьюир. «Это на самом деле потрясающе для скрининга лекарств. Несмотря на то, что эта работа началась как фундаментальное научное исследование, инструмент, который получился в результате, будет действительно полезен для приложений в будущем», - сказал он..