Учёные Ливерпульского университета раскрыли механизм, с помощью которого патогенные бактерии создают крошечные белковые конструкции — микроструктуры Eut. Эти структуры позволяют микробам эффективно усваивать этаноламин, распространённое питательное вещество в кишечной среде.
Ключевые структуры для выживания и вирулентности
Микроструктуры Eut играют жизненно важную роль в росте бактерий и их способности вызывать заболевания. Расшифровка процесса их формирования открывает новые горизонты в понимании выживания патогенов в кишечнике и указывает на перспективные мишени для разработки противомикробных препаратов.
Методы и открытия
Комбинируя флуоресцентную микроскопию сверхвысокого разрешения, генную инженерию, структурную биологию, биохимию и компьютерное моделирование, исследователи определили функции белков в микрокомпоненте Eut у сальмонеллы.
Эксперименты с мутантными бактериями впервые показали: сборка начинается с образования белковой оболочки, куда затем помещаются ферменты для расщепления этаноламина. Белок EutQ выступает в роли молекулярного архитектора, обеспечивая точное позиционирование ферментов внутри оболочки. Отсутствие EutQ полностью блокирует сборку и резко замедляет рост бактерий.
Удивительное наблюдение: ферменты внутри микроструктуры ведут себя подобно каплям жидкости, свободно перемещаясь и взаимодействуя, что значительно повышает эффективность метаболизма.
Значение этаноламина и перспективы
Этаноламин, образующийся при распаде клеточных мембран, служит ключевым источником углерода и азота для многих патогенов, включая сальмонеллу. Это исследование углубляет понимание бактериального метаболизма и механизмов инфекции, прокладывая путь к новым методам лечения.
Взгляд учёных на открытие
Доктор Менгру Янг, ведущий автор работы, поделилась: «Хотя роль структур Eut в переработке этаноламина была известна, мы впервые детально описали молекулярные шаги их построения. Невероятно увлекательно видеть, как динамичные белковые конденсаты формируют функциональные органеллы!»
Профессор Лу-Нин Лю подчеркнул значимость работы: «Наше исследование существенно продвинуло понимание сборки бактериальных микроструктур, открыв возможности для контроля метаболизма и инфекционности патогенов. Эти знания лягут в основу инновационных подходов в борьбе с микроорганизмами и синтетической биологии».
Будущие направления
Команда планирует изучить аналогичные механизмы сборки у других бактерий, важных для здоровья человека. Также в фокусе — детальное исследование белковых взаимодействий на атомном уровне и разработка методов целенаправленного нарушения или модификации этих систем для медицинских целей.
Источник: scientificrussia.ru
