Условно-патогенный бактериальный возбудитель Pseudomonas aeruginosa опасен своей устойчивостью к множеству антибиотиков. Исследовательская группа из Университета имени Генриха Гейне в Дюссельдорфе (HHU) и Исследовательского центра Юлиха (Forschungszentrum Jülich — FZJ) обнаружила механизм, позволяющий ослабить вирулентность возбудителя.
На основе этих знаний можно разработать новый подход к антибиотикам, как объясняют авторы в JACS Au . Редакция журнала посвятила этому открытию обложку.
Бактерия Pseudomonas aeruginosa часто вызывает у человека так называемую «внутрибольничную инфекцию». Таким образом, это одна из опасных больничных бактерий, устойчивая к нескольким антибиотикам. Особенно страдают пациенты с ослабленным иммунитетом. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила P. aeruginosa в список «приоритетных патогенов», на которых следует сосредоточить усилия исследований для поиска новых вариантов лечения.
Бактерия обладает широким спектром болезнетворных факторов вирулентности. К ним относятся «фосфолипазы типа А» (PLA1): ферменты, которые могут повредить мембрану клетки-хозяина, а также нарушить работу различных сигнальных сетей в инфицированных клетках. Предварительная работа показала, что фермент PlaF P. aeruginosa представляет собой PLA1, который также изменяет профиль мембраны и, таким образом, способствует вирулентности бактерии.
Исследовательские группы профессора доктора Хольгера Гольке (Институт фармацевтической и медицинской химии HHU и IBG-4: Биоинформатика в FZJ) и профессора доктора Карла-Эриха Йегера (Институт технологии молекулярных ферментов HHU в FZJ) теперь определили молекулярные механизмы какие свободные жирные кислоты со средней длиной цепи регулируют активность PlaF.
Исследователи провели молекулярное моделирование, а также лабораторные исследования и анализы in vivo. Все эти исследовательские подходы показали непрямое влияние жирных кислот на расположение PlaF в бактериальной мембране, а также прямое влияние путем блокирования активного центра фермента. В обоих случаях активность PlaF снижается.
С одной стороны, результаты свидетельствуют о том, что взаимодействие механизмов является регуляторным фактором функции PlaF. Профессор Гольке: «Мы смогли разгадать эти сложные взаимосвязи только благодаря взаимодействию компьютерных и экспериментальных методов в рамках проектов, финансируемых CRC 1208».
С другой стороны, результаты способствуют пониманию регуляторной роли жирных кислот. Возможно, удастся перенести результаты на другие мембранные белки, имеющие структуру, аналогичную PlaF.
Наконец, они также открывают новые перспективы того, как можно подавить PlaF. Профессор Джагер: «Это многообещающий подход к разработке новых антибиотиков против P. aeruginosa. Они срочно необходимы для борьбы с опасными патогенами в больницах».
