Forscher finden einen neuen Einsatz von HIT-Abwehrbakterien gegen Antibiotika

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Wissenschaftler des Severinov-Labors in Skoltech und ihre Kollegen aus Russland und den USA haben einen neuen Mechanismus der bakteriellen Selbstverteidigung gegen Microcin C aufgedeckt, eine potente antibiotische Waffe in der mikroskopischen Welt, die sich manchmal gegen ihren Meister wenden kann.Microcin C ist ein Peptid-Nukleotid-Antibiotikum, das von einigen Stämmen von Escherichia coli produziert wird.

Es ist im Wesentlichen ein Trojanisches Pferd: Sein Peptidbestandteil hilft ihm, in eine Zelle zu gelangen, wo es von der zelleigenen internen Maschinerie in das so genannte “prozessierte McC” verwandelt wird.

Diese Verbindung blockiert die Proteinbiosynthese vollständig, indem sie in ihren entscheidenden Bestandteil, die Aspartyl-tRNA-Synthetase, eingreift.Unglücklicherweise für den Produzenten von Microcin C, entkommen einige der “Griechen” in dieser Metapher unweigerlich zu früh vom “Pferd”, während es sich noch in der produzierenden Zelle befindet, was zu einer Selbstvergiftung führt.

Deshalb muss die produzierende Zelle bei der Entwicklung von Abwehrmechanismen gegen ihre eigene Waffe kreativ werden; einer dieser Abwehrmechanismen ist ein Enzym, das die Verarbeitung von McC acetyliert und damit unbrauchbar macht.Der Skoltech-Doktorand Eldar Yagmurov und seine Kollegen haben einen anderen Weg gefunden, wie Zellen sich selbst schützen können – mit Hilfe der HIT-Hydrolasen (Histidin-Triad (HIT)-Überfamilie, also Enzymen, die ein größeres Molekül mit Hilfe von Wasser in kleinere Moleküle aufspalten.”HIT-Hydrolasen werden seit langem verdächtigt, an den Mechanismen der Selbstverteidigung gegen Microcin C beteiligt zu sein.

Ein bestimmtes Enzym in dieser Familie ist dafür bekannt, die Bindung zwischen Phosphor und Stickstoff zu brechen, die die beiden Teile in einem Komplex verbindet, der McC sehr ähnlich ist – daher dachten wir, es könnte noch ein anderes Mitglied der Superfamilie geben, das gegen Microcin C wirken kann”, sagt Yagmurov.Die Forscher benutzten die Bioinformatik zur Vorhersage eines Clusters im Genom von Hyalangium minutum, einem gramnegativen Bakterium, das für die Produktion seiner McC-ähnlichen Verbindungen und einer bestimmten HIT-Superfamilie Phosphoramidase kodiert, von der sie vermuteten, dass sie eine Selbstimmunität gegen diese Antibiotika bieten könnte.

Experimente zeigten….

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