ראטגרס מדענים לפענח את המכניקה המורכבת של microcin J25 (MccJ25), מולקולה קטנה, טבעי שפועל כמו פקק בבקבוק כדי לחסום אנזים חיידקי מפתח - פוטנציאל מוביל לדור חדש של תרופות אנטיביוטיות.
שני צוותים של חוקרים באוניברסיטת רטגרס, האוניברסיטה של מדינת ניו ג'רזי, התגלו באופן עצמאי כי MccJ25 ייחודי חוסם "מנהרה" בתוך האנזים החיידקי, RNA פולימראז (RNAP). "המנהרה" הוא נהג להביא חומרי גלם לסינתזה של RNA לתוך האנזים ו לגרש תוצרי לוואי של סינתזת RNA.
"סגירת" מנהרה "הצפוף, דו סטרי מרעיב RNAP, סוגר את זה, הורג את החיידקים", אמר ריצ'רד ח Ebright, הווארד יוז חוקר רפואי במכון, ופרופסור במחלקה "ראטגרס של ביולוגיה כימיה כימיים וקסמן המכון למיקרוביולוגיה. "הבנת הדרך שבה פועלת MccJ25 קובע את הבמה עבור פיתוח של רומן עיצובים תרופה נגד חיידקים".
כדי להבין כיצד עובד MccJ25, הקבוצה של Ebright השתמשו בשיטות גנטיות כדי לבדוק מאות אלפי נגזרים RNAP, או גרסאות, על מנת להגדיר את אתרי קישור MccJ25 על RNAP. החוקרים גם השתמשו בשיטות biophysical, הצמדת תגיות ניאון MccJ25 ולכל אחד האתרים תריסר RNAP. שימוש בתגיות, החוקרים אמדו את המיקום של כל זוג מחויב באופן GPS דמוי, לאמת את התוצאות של העבודה הגנטי. הם השתמשו אז בשיטות ביוכימיות כדי לברר מה קרה פעם MccJ25 נקשר RNAP.
צוות המחקר של קונסטנטין Severinov, פרופסור במחלקה "ראטגרס של ביולוגיה מולקולארית וביוכימיה במכון וקסמן, היה הראשון להראות כי RNAP מן התאים העמידים MccJ25 גם הראו עמידות לתרופה במבחנה. בעבודה הנוכחית שלהם, החוקרים השתמשו בשיטות ביוכימיות אלה כדי לאפיין, ברמה המולקולרית, את מנגנון הפעולה MccJ25. בנוסף, הקבוצה השתמשו בשיטות מתוחכמות biophysical כי חשף כיצד MccJ25 נקשר למולקולה RNAP אחת, לעצור אותו באופן מיידי.
בגיליון יוני 18 של כתב העת Molecular Cell, Ebright ועמיתים, Severinov וחברי צוות המחקר שלו, לתאר בדוחות נפרדים איך כל צוות השתמשו בשיטות ניסיוניות שונות כדי להגיע לאותן מסקנות.
"זה היה רק בשנה שעברה פתרנו את המבנה של מולקולה זו, רק 21 חומצות אמינו ארוכה, מרשימה הן גודלו והמבנה שלה", אמר Ebright, משתתף במחקרים מבניים המקורי, יחד עם Severinov.
"ניירות רבים פורסמו על מולקולה זו בשנה האחרונה", הוסיף Severinov. "עניין MccJ25 התפוצצה ממש".
בצורת פלצור עם הזנב משוך לאחור דרך הלולאה, MccJ25 היא אחת המולקולות מעט מאוד ידוע על תצורה זו מאוד יציבה ונוקשה - מאפיין זה עשוי להוביל יישומים מעבר עיצוב סמים.
"מבנה יציב של MccJ25 היתרי זה לעמוד בכל מיני תנאים סביבתיים קשים", אמר Severinov. בגלל החוסן שלה, הוא הוסיף, "[ארה"ב] משרד ההגנה מעוניינת המולקולה כסוכן פוטנציאל decontaminating חיידקי".
MccJ25 מעכב RNAP חיידקים ובקטריות הורג, אבל זה לא לעכב RNAP האדם ולכן לא להרוג אדם. Ebright מזהיר, עם זאת, MccJ25 יש כמה חסרונות. זה משפיע רק על החיידק מינים חיידקי קשורה קשר הדוק והיא כפופה מאוד לפתח עמידות.
http://www.rutgers.edu/