Ученые раскрыли хитрый защитный механизм бактерий

Ученые получили важную информацию о том, как бактерии растут и размножаются, что потенциально может привести к открытию новых антибиотиков. С помощью синхротрона Diamond Light Source (Великобритания) исследователи определили структуру белка EzrA, который помогает бактериям строить защитную клеточную стенку при делении.

Клеточная стенка — это сильный внешний барьер, который помогает патогенным бактериям выживать при атаке иммунной системы. Именно эта стенка является мишенью для многих антибиотиков, но детали её формирования при делении до конца не изучены.

Как бактерии делятся и защищаются

Бактерии размножаются делением. Когда клетка достигает максимального размера, вокруг её середины затягивается «пояс» из белков, который в итоге разделяет её на две. Параллельно происходит точное копирование генома, чтобы каждая новая клетка получила одинаковую генетическую информацию, включая механизмы защиты.

Роль белка EzrA

Используя мощное рентгеновское излучение на линии I04-1 синхротрона Diamond, команда из Университета Ньюкасла определила атомную структуру белка EzrA. Этот белок регулирует процесс деления, контролируя другой ключевой белок — FtsZ, который управляет затягиванием «пояса».

• Ранее была известна структура FtsZ.
• Теперь же с помощью синхротронных методов удалось раскрыть структуру его регулятора — EzrA.

Необычная структура и функция

Как сообщается в статье в Nature Communications, атомная структура EzrA оказалась сложной и необычной. Белок имеет форму кольца (обруча), в середине которого размещается белок FtsZ.

• Кольцеобразная форма EzrA не позволяет FtsZ «сбежать», пока тот не выполнит свою функцию: не сократит клеточный «пояс» и не разделит клетку надвое во время копирования и передачи генома.

Значение для разработки антибиотиков

Открытие структуры EzrA особенно важно, так как оно может указать на новые мишени для антибиотиков будущего. Понимание атомной структуры позволит разработать способы «отключения» EzrA. Без этого белка бактерии не смогут правильно делиться и формировать защитную клеточную стенку для новых клеток, делая их уязвимыми.

Профессор Рик Льюис, руководитель исследования: «Структура EzrA — самая красивая и интригующая, с которой я когда-либо работал... Надеюсь, эта работа вдохновит других углубиться в проблему того, как делятся бактерии. Всё это было бы невозможно без блестящих возможностей и персонала синхротрона Diamond».

Исследования атомных структур биологических объектов становятся всё доступнее благодаря таким установкам, как Diamond, которые позволяют видеть объекты, слишком мелкие для обычного микроскопа. За время работы Diamond с его помощью было определено более 2000 белковых структур.

Раскрытие структуры EzrA — важный шаг в понимании роли микроскопических белков в работе организмов и может иметь значительные последствия для поиска новых антибиотиков.