АйЯй Новости АйЯй Новости Интересные новости со всего мира
Ученые из Главной Школы Сельского Хозяйства в Варшаве, совместно с учеными из University of Texas Southwestern Medical Center, Даллас, США, обнаружили интересный механизм биохимического действия одного из белков бактерий Legionella pneumophila. Об открытии вы можете прочитать в престижном журнале Science. Поможет ли открытие ученых создать лекарство от легионеллеза, и она, наконец, перестанет быть неизлечимой болезнью?
Легионеллез является инфекционным заболеванием дыхательных путей, вызванным бактериями, принадлежащими к роду легионеллы, в основном легионеллы пневмофила. И именно этим и занялась команда ученых. Результаты работы описаны в журнале Science. Главный автор публикации доктор Винсент Таглиабраччи из University of Texas Southwestern Medical Center, Даллас, США и его аспирант Miles Black. Другими авторами, представляющими Польшу, выступили доктор наук Кшиштоф Павловски из кафедры экспериментальной и биоинформатики факультета сельского хозяйства и биологии главной школы сельского хозяйства в Варшаве и его аспирант Марцин Градовски.
Legionella pneumophila
Бактерии легко колонизируются в сетях водоснабжения, кондиционерах, купальных установках или садовых спринклерах. Заражение происходит при вдыхании аэрозоля, полученного с зараженной водой или через вздох ее. Риска заражения у другого человека практически нет, хотя такой случай был зарегистрирован в 2014 году в Португалии: сотрудник службы технической поддержки холодильных систем жаловался на прогрессирующие проблемы с дыханием. Однако до того, как он попал в больницу, его мать заботилась о нем дома. Оба умерли, и в их организмах было обнаружено присутствие легионеллы пневмофила. Легионеллез, болезнь, вызванная этими бактериями, в первую очередь принимает легочную форму. Называемая болезнь легионеров. Название связано с первой, зарегистрированной эпидемией, которая имела место в Филадельфии в 1976 году во время съезда американской организации ветеранов, American Legion. Тогда заболели более 200 человек, из которых более 30 умерли. Проведенное расследование показало, что причиной происшествия была Legionella pneumophila, которая жила в гостиничной системе кондиционирования воздуха.
К сожалению, бактерия является антибиотикорезистентной, а вызванная ею болезнь-неизлечимой. В одном из десяти случаев заканчивается смертью. Никто еще не изобрел на нее стопроцентно эффективного препарата.
Legionella pneumophila-это патоген, который проникает в макрофаг человека с помощью эффекторных белков. Белка эффектор изменяют окружающую среду клетки, воздействуя на такие процессы, как, например, цитоскелет клеток, адгезию клеток, процессов, сигналов, транскрипции, апоптоз или метаболические процессы. Они могут напрямую влиять на данный процесс или косвенно вызывать какой-либо эффект. Часть протеинов эффекта-это ферменты, такие как киназы, протеазы, фосфатазы, гликозилазы, ацетилазы или липазы и т. д. Другие эффекторы это миметический белок, который принимает вид белка-хозяина, выполняющего сходные функции. Белок эффектора, проникая в клетки хозяина, ведет себя словно троянский конь, успокоив защитную систему хозяина и сеет хаос.
Белок-эффектор SidJ
Марцин Градовски искал у легионеллы пневмофила эффектные киназы-ферменты, которые присоединяют фосфатную группу (части АТФ-аденозинтрифосфата) к другому белку. Такое присоединение, как правило, приводит именно к изменению биологической активности другого белка, способности связываться с ним или для перемещения молекулы внутри клетки. И вот такая киназа была найдена!
«В своей работе я использую нестандартные подходы. Я использую нестандартные биоинформатические инструменты, которые вместе со знаниями по данной теме позволяют мне заметить эволюционное сходство белков на границе обнаружения. Благодаря этому я в состоянии найти новые семьи белков, что делает мою работу уникальной. Один из белков Легионеллы обнаружил белок в очень отдаленном подобии киназы», – объясняет он. «Мы решили с доктором хабом Кшиштофом Павловским — моим промоутером — что мы передадим открытие нашим коллегам, исследовательской группе доктора Винсента Тальябраччи. Исследования показали, что наблюдаемая киназа связывает частицу АТФ (так же, как делают киназы), но затем прикрепляет к белку вместо фосфата остальную часть AMP (аденозинмонофосфата), то есть ампиляцию. Также было обнаружено, что ампиляция является промежуточной стадией процесса глутамилирования, то есть переключением глутамата в активный центр другого бактериального фермента, SidE. Открытый белок оказалось, таким образом, может быть так называемым pseudokinazą, т. е. белком, имеющим сохранившуюся структуру киназы, но не имеющим функции киназы».
Когда бактерия Legionella pneumophila попадает внутрь организма человека, то выпускает свои эффекторы (в том числе белка SidJ, а также SidE), помогающие ей жить и перепрограммировать клетки хозяина.
«Следует отметить, что SidE-это семейство эффекторных белков-лигаз, которые проводят бактериальную убиквитинацию. Ubiquitination-это процесс присоединения ubiquitin к белку. Он широко встречается среди эукарионов, и он имеет множество функций, например, деградации белков. Эукариотический тип убиквитинации не встречается у бактерий, у них обнаружен другой тип этого процесса. То есть между убиквитинированным белком и убиквитином создается дополнительно специальный мостик, эукариотические ферменты которого (деубиквитиназы, имеющие антагонистическое действие на убиквитиназу) не способны разорваться», — объясняет М. Градовский. «Эукариотические убиквитиназы дают метки белкам для деградации, включая бактериальные эффекты. Бактерия этого не хочет, поэтому убиквитинизирует (бактериально) эукариотические белки и нарушает этот процесс. Кроме того, он уменьшает пул свободного убиквитина в клетке-хозяине (присоединяет его неразрывно для эукарионов к частицам воды). Это защищает ваши эффекты. Бактериальная убиквитинация-это токсичный процесс для эукариотической инфицированной клетки. Неконтролируемый приведет к гибели клетки-хозяина, отключив большую часть его белков и, как следствие, процессы клеток. А бактерия ведь хочет жить, пожиная плоды хозяина. И имеет на это способ – белок SidJ. SidJ регулирует работу ligaz SidE путем блокирования их активности. SidJ работает только внутри инфицированной клетки, потому что он связывает белок, обнаруженный только у эукарионов-калмодулина. После связывания Калмодулин SidJ активируется. Таким образом, бактерия „защищает” себя от его воздействия».
Легионеллез — неизлечимая болезнь?
Открытый механизм действия эффекторного белка SidJ, который регулирует (блокирует) другой эффектный белок бактерий SidE, дает надежду на изобретение препарата для неизлечимой болезни-легионеллеза.
«Использование блокирования белков SidE-это отличная идея, потому что в ответ на это действие белка, бактерий, они деградируют и бактерии не смогут размножаться в клетках хозяина. Если удалось бы создать специфический белок (искусственный блокатор) для SidE, который работает как SidJ, то мы были бы в состоянии остановить процесс заражения. Или же попробовать сделать это искусственно, сразу после обнаружения инфекции», — резюмирует Марцин Градовский.
Мы же рекомендуем обратиться в сервисный центр Ориент, когда вы хотите получить качественные сервисные услуги за приемлемую цену. Эта компания находится на рынке довольно давно и имеет хорошую репутацию среди клиентов.