Исследователи из Корнелла раскрыли структуру регуляторного механизма, уникального для бактерий, что открыло двери для разработки новых антибиотиков, нацеленных на патогены.
По мере того, как угроза устойчивых к антибиотикам микробов растет, открытие дает надежду на поиск альтернативного способа борьбы с болезнетворными бактериями.
Исследование исследователей «Структурные основы для декодирования тРНК и обнаружения аминоацилирования с помощью риборегуляторов Т-бокса» опубликовано 18 ноября в журнале Nature Structural and Molecular Biology.
В ходе исследования исследователи под руководством первого автора Роберта Баттальи, аспиранта лаборатории старшего автора Айлонга Ке, профессора молекулярной биологии и генетики в Колледже искусств и наук, использовали рентгеновскую кристаллографию. выявить структуру так называемых элементов «T-box» в возбудителе Mycobacterium tuberculosis, модельной бактерии в исследовании.
Т-боксы - это структуры, которые распознают, когда клетка испытывает недостаток в определенной аминокислоте, строительных блоках клеток, и они позволяют бактериям реагировать на этот дефицит, инициируя процесс, который генерирует больше этой аминокислоты. Таким образом, Т-боксы облегчают базовое функционирование бактерий, в том числе многих патогенов, таких как M.tuberculosis и Bacillus anthracis, которые вызывают смертельную болезнь сибирской язвы.
«Т-боксы встречаются только у бактерий, и они контролируют основные гены. Это делает их привлекательной мишенью для антибиотиков, поскольку они также необходимы многим этим бактериям для реагирования на условия голодания», - сказал Батталья.
Т-боксы связываются с важной макромолекулой, называемой тРНК, которая существует в незаряженной и заряженной формах. Каждый тип тРНК приспособлен к определенному типу аминокислоты. Когда количество аминокислоты в бактериальной клетке невелико, соответствующая тРНК будет незаряженной и будет связываться с Т-боксом, который, в свою очередь, распознает, какой тип аминокислоты требуется для этой тРНК, и облегчает процесс генерации большего количества аминокислот. ту аминокислоту. Когда количество аминокислот увеличивается, тРНК соединяется с ней, тем самым заряжая эту тРНК. Аминокислоты затем используются во всех основных функциях клеток бактерий.
В ходе исследования исследователи описали структуру полного комплекса Т-бокса и тРНК.
«Решая нашу структуру, мы можем увидеть, как расположены различные части T-блока, чтобы позволить T-блоку иметь это специфическое взаимодействие с тРНК», - сказал Батталья. «Если мы сможем разработать какое-то лекарство, воздействующее на эти элементы Т-боксов, чтобы испортить их способность связываться с тРНК, они могли бы стать действительно хорошим выбором для антибиотика, потому что у нас самих [Т-боксов] нет. поэтому нам не нужно беспокоиться о побочных эффектах или токсичности."
Джейсон Григг, бывший научный сотрудник лаборатории Ке, а в настоящее время научный сотрудник Университета Британской Колумбии в Ванкувере, Канада, является соавтором статьи.
Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения.