Gli Scienziati determinano la struttura di stafilococco, enzima dell'antrace

I Ricercatori al Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti il Laboratorio Nazionale del Argonne E l'Università di Chicago hanno determinato il sistema cristallino del sortase B, un enzima trovato nei batteri che causano lo stafilococco e l'antrace. Mentre un antibiotico è probabilmente di distanza cinque - sette anni, la struttura potrebbe fornire la prima bugna nello sviluppare un trattamento per le infezioni.

La ricerca è pubblicata oggi nella Struttura del giornale.

Ha richiesto ai ricercatori il 21 giorno per sviluppare il modello tridimensionale del sortase dal genoma. Senza la nuova tecnologia disponibile a Structural Biology Center di Argonne, compreso i Raggi X potenti della Sorgente Avanzata del Fotone per illuminare le strutture ed il Midwest Concentri per le Genomiche Strutturali robot e gli impianti di automazione per l'espressione, la depurazione e la cristallizzazione della proteina, il trattamento potrebbero richiedere parecchi mesi.

Analizzando i genoma, i ricercatori scoprono le informazioni che piombo a progettazione basata a struttura o “razionale„ della droga. Il problema è che i ricercatori non sanno che metà delle proteine codificate dal genoma faccia o lavorano.

Ora che i ricercatori capiscono l'enzima, sperano di trovare un modo fermarlo - o rallentarlo almeno giù. Sortase fissa le proteine alla superficie degli agenti patogeni batterici. Guida che di Queste proteine gli agenti patogeni sopravvivono a e che fioriscono.

I Batteri come stafilococco e l'antrace hanno bisogno del ferro di funzionare. Ma poco ferro libero è disponibile nella circolazione sanguigna perché la maggior parte è limitata in globuli rossi. Così i batteri sviluppano un meccanismo per sollevare aperto i globuli rossi e queste proteine li aiutano.

“Questo è realmente un meccanismo molto astuto,„ ha detto Andrzej Joachimiak, il ricercatore del cavo e Direttore di Structural Biology Center. Il trattamento è descritto in un articolo pubblicato l'anno scorso nella Scienza da Olaf Schneewind dell'Università di Chicago, che ha steso il fondamento per il progetto di sortase.

I batteri aprono il globulo, legano l'emoglobina che contiene il heme - il pigmento che contiene ferro in emoglobina - trasporta il heme, degrada il heme e poi estrae il ferro.

Prima Che la proteina possa legare l'emoglobina, deve essere fissata ad una posizione specifica sulla superficie della cella. I batteri usano un enzima specifico per compire questo; in questo caso è sortase.

“Sortase sarebbe un buon obiettivo per una droga, perché se una può bloccare l'enzima, non potrà da fissare queste proteine alla superficie ed i batteri non potrebbero ottenere il ferro dalla nostra circolazione sanguigna,„ Joachimiak ha detto.

La ricerca esamina più formalmente il sortase sia da stafilococco che antrace -, Staphylococcus aureus e Bacillus anthracis e conclude che i due sono simili. Entrambi hanno la stessa triade catalitica dell'amminoacido con Cys, residui presenti in entrambi gli enzimi - che di ASP e Suo significa che il sito della reazione della enzima-proteina è lo stesso. Soltanto la posizione di uno dei residui varia.

Joachimiak ha detto che il fatto che hanno la stessa triade è importante. Se il sito attivo di sortase è lo stesso in entrambi, può essere bloccato con appena una droga. Ancora, le versioni del sortase sono trovate in parecchi altri batteri gram-positivi. Quello significa che una droga potrebbe condividere e mirare a vari batteri differenti. Inoltre significativo, l'enzima è trovato soltanto in batteri gram-positivi, significanti che i trattamenti che mirano a probabilmente non pregiudicherebbero gli enzimi umani.

Ora che la struttura è conosciuta, Joachimiak ha detto che il punto seguente è di imitare la sequenza del segnale, o il peptide, nella proteina con una droga che blocca l'enzima.

“Vorremmo progettare una droga che assomiglierà al peptide, ma non saremo il peptide,„ ha detto. “Il Qualcos'altro che legherà allo stesso sito e si assicura l'enzima è morto o inattivo.„

Questo punto è basato soprattutto su approssimazioni successive. Tuttavia, se gli scienziati conoscono la struttura, possono fare una congettura più istruita.

“Dobbiamo studiare più proteine da questi genoma per capire meglio la loro biologia e quindi potere trattarli o gestirli,„ Joachimiak ha detto. “Sappiamo così poco finora.„

La Ricerca continua a Structural Biology Center di Argonne dove più di 530 strutture sono state determinate. Quasi 150 strutture della proteina sono state determinate al Centro di Midwest per Genomica Strutturale e sono state registrate con la Banca Dati Internazionale della Proteina - che è più di qualunque altro centro strutturale di genomica.

I co-author di Joachimiak sono colleghi R-g. Zhang, Relè. Wu e G. Joachimiak a Argonne e S.K. Mazmanian, D.M. Missiakas, P. Gornicki ed O Schneewind dall'Università di Chicago. La ricerca pubblicata è stata supportata dagli Istituti Nazionali delle Concessioni di Salubrità e dal Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti l'Ufficio Della Ricerca Biologica ed Ambientale.