Les Scientifiques déterminent la structure du staphylocoque, enzyme de charbon

Les Chercheurs au Ministère De L'énergie des États-Unis le Laboratoire National d'Argonne Et l'Université de Chicago ont déterminé la structure cristalline du sortase B, une enzyme trouvée dans les bactéries qui entraînent le staphylocoque et le charbon. Tandis Qu'un antibiotique est probablement à cinq à sept ans d'à l'opposé, la structure pourrait fournir le premier indice en développant une demande de règlement pour les infections.

La recherche est publiée aujourd'hui dans la Structure de tourillon.

Cela a pris aux chercheurs 21 jours pour établir le modèle en trois dimensions du sortase du génome. Sans technologie neuve disponible chez Structural Biology Center d'Argonne, y compris les Rayons X puissants de la Source Avancée de Photon pour illuminer les structures et le Midwest Centrez pour les Génomiques Structurelles robotiques et les installations d'automatisation pour l'expression de la protéine, la purification et la cristallisation, le procédé pourraient avoir pris plusieurs mois.

En analysant des génomes, les chercheurs découvrent l'information qui mènera au design structure-basé ou « rationnel » de médicament. Le problème est que les chercheurs ne savent pas quelle moitié des protéines codées par le génome faites ou ils travaillent.

Maintenant que les chercheurs comprennent l'enzyme, ils espèrent trouver une voie de l'arrêter - ou de la ralentir au moins vers le bas. Sortase fixe des protéines à la surface des agents pathogènes bactériens. Aide de Ces protéines que les agents pathogènes survivent et s'épanouissent.

Bactéries comme le fer du besoin de staphylocoque et de charbon à fonctionner. Mais peu fer libre est disponible dans le flot de sang parce que la plupart est liée en hématies. Ainsi les bactéries développent un mécanisme pour soulever ouvert les hématies, et ces protéines les aident.

« C'est réellement un mécanisme très intelligent, » a dit Andrzej Joachimiak, chercheur de plomb et directeur de Structural Biology Center. Le procédé est donné dans un article publié en la Science l'année dernière par Olaf Schneewind de l'Université de Chicago, qui a étendu le travail préparatoire pour le projet de sortase.

Les bactéries ouvrent le globule sanguin, grippent l'hémoglobine qui contient le heme - le pigment contenant le fer en hémoglobine - transportent le heme, dégradent le heme et puis extraient le fer.

Avant Que la protéine puisse gripper l'hémoglobine, elle doit être fixée à une position particulière sur la surface de la cellule. Les bactéries emploient une enzyme particulière pour accomplir ceci ; dans ce cas c'est sortase.

« Sortase serait un bon objectif pour un médicament, parce que si on peut bloquer l'enzyme, il ne pourra pas fixer ces protéines à la surface et les bactéries ne pourraient pas obtenir le fer de notre circulation sanguine, » Joachimiak a dit.

La recherche regarde le sortase du staphylocoque et le charbon - plus formellement, le Staphylocoque doré, et le Bacille du charbon, et conclut que les deux sont assimilés. Les Deux ont la même triade acide aminée catalytique avec Cys, des résidus Son et d'ASP actuels en les deux enzymes - qui signifie que le site de la réaction d'enzyme-protéine est identique. Seulement l'emplacement d'un des résidus varie.

Joachimiak a dit que le fait qu'ils ont la même triade est important. Si le site actif de sortase est le même dans les deux, il peut être bloqué avec du juste un médicament. En Outre, des versions du sortase sont trouvées dans plusieurs autres bactéries grampositives. Cela signifie qu'un médicament pourrait doubler et viser un grand choix de différentes bactéries. En Outre significative, l'enzyme est trouvée seulement dans les bactéries grampositives, signifiant que les demandes de règlement qui visent il n'affecteraient pas vraisemblablement les enzymes humaines.

Maintenant que la structure est connue, Joachimiak a dit que la prochaine phase est d'imiter la séquence de signe, ou le peptide, dans la protéine avec du médicament qui bloque l'enzyme.

« Nous voudrions concevoir un médicament qui ressemblera au peptide, mais ne serons pas le peptide, » il a dit. « Autre chose qui grippera au même site et s'assure l'enzyme est mort ou inactif. »

Cette phase est basée principalement sur le test et erreur. Cependant, si les scientifiques connaissent la structure, ils peuvent effectuer plus de supposition éclairée.

« Nous devons étudier plus de protéines de ces génomes pour comprendre mieux leur biologie et pour cette raison pouvoir les traiter ou les régler, » Joachimiak a dit. « Nous savons tellement peu jusqu'ici. »

La Recherche continue chez Structural Biology Center d'Argonne où plus de 530 structures ont été déterminées. Presque 150 structures des protéines ont été déterminées au Centre de Midwest pour la Génomique Structurelle et enregistrées avec la Banque De Données Internationale de Protéine - qui est plus que n'importe quel autre centre génomique structurel.

Les co-auteurs de Joachimiak sont des collègues R-g. Zhang, Relais. Wu et G. Joachimiak chez Argonne et S.K. Mazmanian, D.M. Missiakas, P. Gornicki et O Schneewind de l'Université de Chicago. La recherche publiée a été supportée par les Instituts Nationaux des Concessions de Santé et le Bureau de Département de l'Énergie des États-Unis de la Recherche Biologique et Environnementale.