Израильские учёные нашли новый способ борьбы с бактериальной инфекцией

Исследователи из Технион-Израильского технологического института и EMBL Hamburg обнаружили замечательные молекулярные свойства антимикробного пептида из кожи австралийской жабы. Это открытие может вдохновить на разработку новых синтетических препаратов для борьбы с бактериальными инфекциями.

 
  Исследователи раскрыли трехмерную молекулярную структуру антибактериального пептида под названием uperin 3.5, который секретируется на коже австралийской жабы (Uperoleia mjobergii) как часть ее иммунной системы. Они обнаружили, что пептид самособирается в уникальную волокнистую структуру, которая с помощью сложного механизма структурной адаптации может изменять свою форму в присутствии бактерий, чтобы защитить жабу от инфекций. Это дает уникальные доказательства атомарного уровня, объясняющие механизм регуляции антимикробного пептида.

Антибактериальные фибриллы на коже жабы имеют структуру, напоминающую амилоидные фибриллы, которые являются признаком нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Хотя амилоидные фибриллы считались патогенными в течение десятилетий, недавно было обнаружено, что некоторые амилоидные фибриллы могут приносить пользу организмам, которые их производят, от человека до микробов. Например, некоторые бактерии производят такие фибриллы для борьбы с иммунными клетками человека.

“Полученные данные свидетельствуют о том, что антибактериальный пептид, секретируемый на коже жабы, самособирается в “спящую” конфигурацию в виде высокостабильных амилоидных фибрилл, которые ученые описывают как перекрестную -конформацию. Эти фибриллы служат резервуаром потенциальных атакующих молекул, которые могут быть активированы в присутствии бактерий. Как только пептид сталкивается с бактериальной мембраной, он меняет свою молекулярную конфигурацию на менее компактную форму кросс- и превращается в смертоносное оружие. Это сложный защитный механизм жабы, вызванный самими атакующими бактериями. Это уникальный пример эволюционной конструкции переключаемых супрамолекулярных структур для управления активностью”, – поделился Мейтал Ландау, ведущий автор исследования и Structural Biologist, Европейская лаборатория молекулярной биологии.

Антимикробные пептиды встречаются во всех царствах жизни и, таким образом, гипотетически широко используются в природе в качестве оружия, иногда эффективного для уничтожения не только бактерий, но и раковых клеток. Кроме того, уникальные амилоидоподобные свойства антибактериального пептида жабы, обнаруженные в этом исследовании, проливают свет на потенциальные физиологические свойства амилоидных фибрилл, связанных с нейродегенеративными и системными нарушениями.

Исследователи надеются, что их открытие приведет к медицинскому и технологическому применению, например, к разработке синтетических антимикробных пептидов, которые будут активироваться только в присутствии бактерий. Синтетические пептиды такого рода могут также служить в качестве стабильного покрытия для медицинских устройств или имплантатов, или даже в промышленном оборудовании, которое требует стерильных условий.

Исследование является результатом сотрудничества ученых из EMBL Hamburg и Technion, а также групп В Израиле и Испании. Это пример подхода EMBL к исследованиям в области естественных наук в своей следующей научной программе “молекулы в экосистемы”. EMBL будет интегрировать междисциплинарные подходы для понимания молекулярной основы жизни в контексте изменений окружающей среды и обеспечения трансляционного потенциала для поддержки достижений в области здоровья человека и планеты.

med-heal.ru