Крупная бактерия Neisseria — «железный пират»
Некоторые бактерии, такие как вызывающие гонорею и менингит Neisseria, «грабят» клетки человека, чтобы добыть жизненно важное железо.
Новое исследование, проведённое учёными Национальных институтов здравоохранения (NIH) совместно с биофизиком Джеймсом Гамбартом из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, раскрыло вероятный механизм этой кражи.
Как происходит кража железа?
- В патогенных бактериях Neisseria за транспорт железа отвечает мембранный белковый комплекс, связывающий человеческий трансферрин.
- Ключевой белок — TbpA — напоминает узкую «бочку», закрытую «пробкой» из другого участка того же белка.
- Когда к бактерии приближается трансферрин с железом, внутренний белок бактерии «вытягивает пробку», открывая TbpA.
Роль электростатики в процессе
Вычислительные модели Гамбарта показали, как электростатические изменения в TbpA управляют переносом:
- Извлечение: Изначально внутренность «бочки» TbpA имеет отрицательный заряд, создающий «всасывающий» эффект для извлечения железа из трансферрина.
- Высвобождение: По мере открытия TbpA электростатический потенциал внутри становится более положительным, что выталкивает железо внутрь бактериальной клетки.
Перспективы для медицины
Понимание этого механизма открывает путь для создания нового класса антибиотиков. Белки вроде TbpA — привлекательная мишень, так как они уникальны для определённых классов бактерий. Лишив их возможности красть железо, можно остановить развитие инфекции.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.