De Onderzoekers bij het Nationale die Laboratorium van Argonne van de Afdeling van de V.S. van Energie en de Universiteit van Chicago hebben de kristalstructuur van sortase B bepaald, een enzym in de bacteriën wordt gevonden die stafylokok en bloedzweer veroorzaken. Terwijl een antibioticum waarschijnlijk weg vijf tot zeven jaar is, kon de structuur de eerste aanwijzing in het ontwikkelen van een behandeling voor de besmettingen verstrekken.
Het onderzoek wordt gepubliceerd vandaag in de dagboekStructuur.
Het nam de onderzoekers 21 dagen om het driedimensionele model van sortase van het genoom te bouwen. Zonder de nieuwe technologie beschikbaar in Structural Biology Center van Argonne, met inbegrip van de Geavanceerde Van het Bron Foton krachtige Röntgenstralen om de structuren en het Centrum van Midwesten voor robotachtige en de automatiseringsfaciliteiten van Structurele Genomica voor eiwituitdrukking, reiniging en kristallisatie te verlichten, kon het proces verscheidene maanden gevergd hebben.
Door genomen te analyseren, brengen de onderzoekers informatie aan het licht die zal leiden tot op structuur-gebaseerd of „rationeel“ drugontwerp. Het probleem is dat de onderzoekers weten de welke niet die helft van de proteïnen door het genoom worden gecodeerd doe of hoe zij werken.
Nu de onderzoekers het enzym begrijpen, hopen zij om een manier te vinden om het tegen te houden - of minstens het neer te vertragen. Sortase maakt proteïnen aan de oppervlakte van bacteriële ziekteverwekkers vast. Deze proteïnen helpen de ziekteverwekkers overleven en bloeien.
De Bacteriën zoals stafylokok en bloedzweer vergen ijzer om te functioneren. Maar weinig vrij ijzer is beschikbaar in de bloedstroom omdat het grootste deel in rode bloedcellen verbindend is. Zo ontwikkelen de bacteriën een mechanisme om open de rode bloedcellen los te krijgen, en deze proteïnen helpen hen.
„Dit is eigenlijk een zeer slim mechanisme,“ bovengenoemde Andrzej Joachimiak, hoofdonderzoeker en directeur van Structural Biology Center. Het proces is geschetst die in een artikel in Wetenschap vorig jaar door Olaf Schneewind van de Universiteit van Chicago wordt gepubliceerd, die de grondslag voor het sortaseproject legde.
De bacteriën openen de bloedcel, binden de hemoglobine die heme - het pigment die ijzer in hemoglobine bevatten - vervoert heme, degradeert heme en dan haalt het ijzer bevat.
Alvorens de proteïne de hemoglobine kan binden, moet het aan een specifieke positie inzake de oppervlakte van de cel worden vastgemaakt. De bacteriën gebruiken een specifiek enzym om dit te verwezenlijken; in dit geval is het sortase.
„Sortase zou een goed doel voor een drug zijn, omdat als men het enzym kan blokkeren, het niet deze proteïnen aan de oppervlakte zal kunnen vastmaken en de bacteriën geen ijzer van onze bloedsomloop zouden kunnen krijgen,“ bovengenoemde Joachimiak.
Het onderzoek bekijkt sortase van zowel stafylokok als bloedzweer - formeler, goudhoudende Stafylokok -, en Bacil anthracis, en besluit dat twee gelijkaardig zijn. Allebei hebben het zelfde katalytische aminozuurdrietal met Zijn Cys, en de residu's van het Aspis huidig in beide enzymen - wat betekent dat de plaats van de enzym-eiwitreactie het zelfde is. Slechts varieert de plaats van één van de residu's.