Исследователи обнаружили связь между метаболизмом бактерий и межклеточной коммуникацией, что может стать мишенью для новых противовирусных и антибиопленочных препаратов.
Существующие лекарства от бактериальных инфекций нацелены на уничтожение бактерий в больших количествах, но такие лекарства часто в конечном итоге сталкиваются с устойчивостью к антибиотикам. С другой стороны, противовирулентные и антибиопленочные препараты блокируют токсичные молекулы, вырабатываемые бактериями, или предотвращают образование бактериями тонких слизистых пленок, называемых биопленками (распространенный пример - зубной налет). Эти механизмы контролируются с помощью чувства кворума: процесса, который позволяет популяциям бактерий общаться и координировать групповое поведение.
Например, образующая биопленку кишечная палочка может вызывать инфекции мочевыводящих путей. Таким образом, нарушение чувства кворума и формирование биопленки в бактериях может предотвратить эти инфекции.
Чувству кворума способствуют сигнальные молекулы, называемые аутоиндукторами. Один конкретный аутоиндуктор, AI-2, модифицируется белком, называемым LsrK, так что его сигнал может быть воспринят.
Выводы, опубликованные в журнале Science Advances, показывают, что LsrK образует комплекс с HPr, белком, участвующим в утилизации глюкозы в E. coli.
«Тот факт, что они физически соединены, дает дразнящее доказательство того, что эти два очень важных пути действительно взаимодействуют друг с другом», - сказал Герман Синтим, профессор химии и исследователь Института открытия лекарств Университета Пердью.
Исследовательская группа, в которую вошли ученые Корейского института фундаментальных наук и Университета Мэриленда, сделала еще одно удивительное открытие: связывание LsrK с HPr зависит от того, есть ли фосфатная группа, присоединенная к HPr, что определяется глюкозой. доступность. Когда присутствует глюкоза, фосфатная группа на HPr переносится на импортированный сахар, но когда уровень глюкозы низкий, фосфатная группа на HPr не переносится. Таким образом, накапливается форма HPr с фосфатной группой.
«Мы связали отсутствие глюкозы или родственных сахаров с отключением процесса определения кворума», - сказал Синтим. «При низком уровне глюкозы HPr, который теперь имеет фосфатную группу, меньше связывает LsrK. Неингибированный LsrK может модифицировать AI-2, что облегчает определение кворума. Это означает, что сотрудничество между E. coli и родственными бактериями может зависеть от доступности глюкозы.."
Если исследователи смогут найти другие синтетические молекулы, которые связывают LsrK и переводят его в неактивное состояние, как это делает HPr, они могут помешать некоторым бактериям ощущать окружающую среду и общаться.
«Если бактерии попадают в окружающую среду, а другие бактерии производят язык, они вынуждены прислушиваться», - сказал Синтим. «Но теперь, похоже, мы сможем закрыть им уши».