Раскрыта молекулярная архитектура клеточной стенки патогенных грибов
Исследование, опубликованное в Nature Communications, раскрыло молекулярную организацию клеточной стенки грибов и её структурные изменения в ответ на стресс. Это может помочь в разработке новых противогрибковых препаратов.
Ежегодно опасные грибковые инфекции поражают миллионы людей по всему миру. Существующие препараты обладают ограниченной эффективностью, что повышает потребность в новых соединениях.
Команда доцента Туо Вана из Университета штата Луизиана изучила структурную динамику полисахаридов клеточной стенки патогенного гриба Aspergillus fumigatus, вызывающего смертельные заболевания у людей с ослабленным иммунитетом.
Учёные применили комбинацию метода спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в твёрдом теле и функциональной геномики. Они использовали несколько мутантов A. fumigatus, каждый из которых селективно лишался одного типа структурных углеводов.
"Эта стратегия позволила оценить структурную роль каждого основного углевода, отслеживая изменения в клеточной стенке после удаления компонента", — пояснил Ван. — "Метод спектроскопии обеспечил атомное разрешение структуры полисахаридов и связанных с ними белков в интактных клеточных стенках".
Данные привели к созданию обновлённой модели организации клеточной стенки грибов и сборки пяти категорий полисахаридов:
Результаты подтвердили упускавшуюся ранее, но важную роль α-глюканов в структурировании клеточной стенки. Мутанты формировали более жёсткие и водонепроницаемые клеточные стенки для лучшей защиты, что может быть общим механизмом реакции этих микроорганизмов на стресс.
Исследование стало результатом междисциплинарного сотрудничества с учёными из Института Пастера (Франция), Университета Крита (Греция), Гуансийской академии наук и Китайской академии наук. Также использовалось оборудование Национальной лаборатории сильного магнитного поля Национального научного фонда США.
"Теперь, когда мы раскрыли структурные принципы, которые грибы используют для реагирования на дефекты клеточной стенки, пришло время изучить, как они перестраивают эту углеводную броню, чтобы выжить при противогрибковой терапии и в суровых условиях", — сказал Ван.
Полученные результаты и методология могут открыть новое направление исследований для изучения этих сложных биоматериалов у разных патогенных грибов и оценки механизма действия новых противогрибковых молекул. Это поможет в борьбе с инвазивными грибковыми инфекциями.