Os Cientistas determinam a estrutura do staph, enzima do antraz

Os Pesquisadores no Ministério de E.U. do Laboratório Nacional do Argonne da Energia e da Universidade de Chicago determinaram a estrutura de cristal do sortase B, uma enzima encontrada nas bactérias que causam o staph e o antraz. Quando um antibiótico tiver provavelmente cinco a sete anos ausente, a estrutura poderia fornecer o primeiro indício em desenvolver um tratamento para as infecções.

A pesquisa é publicada hoje na Estrutura do jornal.

Tomou aos pesquisadores 21 dias para construir o modelo tridimensional do sortase do genoma. Sem a nova tecnologia disponível em Structural Biology Center de Argonne, incluindo os Raios X poderosos de Source do Fotão Avançado para iluminar as estruturas e o Midwest Centre para as Genómica Estruturais robóticos e as facilidades da automatização para a expressão, a purificação e a cristalização da proteína, o processo poderiam ter tomado diversos meses.

Analisando genomas, os pesquisadores descobrem a informação que conduzirá ao projecto estrutura-baseado ou “racional” da droga. O problema é que os pesquisadores não sabem que metade das proteínas codificadas pelo genoma faça ou trabalham.

Agora que os pesquisadores compreendem a enzima, esperam encontrar uma maneira de pará-la - ou de retardá-la pelo menos para baixo. Sortase anexa proteínas à superfície dos micróbios patogénicos bacterianos. Ajuda que dEstas proteínas os micróbios patogénicos sobrevivem e florescem.

As Bactérias como o staph e o antraz precisam o ferro de funcionar. Mas pouco ferro livre está disponível no córrego do sangue porque a maior parte é limitada em glóbulos vermelhos. Assim as bactérias desenvolvem um mecanismo para erguer aberto os glóbulos vermelhos, e estas proteínas ajudam-nos.

“Este é realmente um mecanismo muito esperto,” disse Andrzej Joachimiak, pesquisador do chumbo e director de Structural Biology Center. O processo é esboçado em um artigo publicado na Ciência no ano passado por Olaf Schneewind da Universidade de Chicago, que colocou o fundamento para o projecto do sortase.

As bactérias abrem o glóbulo, ligam a hemoglobina que contem o heme - o pigmento que contem o ferro na hemoglobina - transporta o heme, degrada o heme e extrai então o ferro.

Antes Que a proteína possa ligar a hemoglobina, tem que ser anexada a uma posição específica sobre a superfície da pilha. As bactérias usam uma enzima específica para realizar esta; neste caso é sortase.

“Sortase seria um bom alvo para uma droga, porque se uma pode obstruir a enzima, não poderá anexar estas proteínas à superfície e as bactérias não poderiam obter o ferro de nossa circulação sanguínea,” Joachimiak disse.

A pesquisa olha o sortase do staph e do antraz - mais formalmente, Estafilococo - áureos, e o Bacilo antracite, e conclui que os dois são similares. Ambos têm a mesma tríade catalítica do ácido aminado com o Cys, os resíduos actuais em ambas as enzimas - que Seu e do Asp significa que o local da reacção da enzima-proteína é o mesmo. Somente o lugar de um dos resíduos varia.

Joachimiak disse que o facto de que têm a mesma tríade é importante. Se o local activo do sortase está o mesmo em ambos, pode ser obstruído com a apenas uma droga. Além Disso, as versões do sortase são encontradas em diverso outro relvado - bactérias positivas. Isso significa que uma droga poderia dobrar acima e visar uma variedade de bactérias diferentes. Também significativa, a enzima é encontrada somente no relvado - as bactérias positivas, significando os tratamentos que o visam não afectariam provavelmente enzimas humanas.

Agora que a estrutura é sabida, Joachimiak disse que o passo seguinte é imitar a seqüência do sinal, ou o peptide, na proteína com uma droga que obstruísse a enzima.

“Nós gostaríamos de projectar uma droga que olhasse como o peptide, mas não seremos o peptide,” disse. “Algo mais que ligará ao mesmo local e se certificará da enzima é inoperante ou inactivo.”

Esta etapa é baseada primeiramente na tentativa e erro. Contudo, se os cientistas conhecem a estrutura, podem fazer uma suposição mais educada.

“Nós precisamos de estudar mais proteínas destes genomas para compreender melhor sua biologia e conseqüentemente para poder tratá-los ou controlá-los,” Joachimiak disse. “Nós sabemos tão pouco até agora.”

A Pesquisa continua em Structural Biology Center de Argonne onde mais de 530 estruturas foram determinadas. Quase 150 estruturas da proteína foram determinadas no Centro de Midwest para a Genómica Estrutural e gravadas com o Banco De Dados Internacional de Proteína - de que é mais do que todo o outro centro estrutural da genómica.

Os co-autores de Joachimiak são colegas R-g. Zhang, Relé. Wu e G. Joachimiak em Argonne e S.K. Mazmanian, D.M. Missiakas, P. Gornicki e O Schneewind da Universidade de Chicago. A pesquisa publicada foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Concessões da Saúde e pelo Ministério de E.U. do Escritório da Energia da Pesquisa Biológica e Ambiental.