Los Científicos determinan la estructura de la staph, enzima del ántrax

Los Investigadores en el Ministerio de los E.E.U.U. de Laboratorio Nacional de Argonne de la Energía y Universidad de Chicago han determinado la estructura cristalina del sortase B, una enzima encontrada en las bacterias que causan staph y el ántrax. Mientras Que un antibiótico es probablemente cinco a siete años de ausente, la estructura podría proporcionar a la primera pista en desarrollar un tratamiento para las infecciones.

La investigación se publica hoy en la Estructura del gorrón.

Tardó a investigadores 21 días para construir el modelo tridimensional del sortase del genoma. Sin la nueva tecnología disponible en Structural Biology Center de Argonne, incluyendo las Radiografías potentes de la Fuente Avanzada del Fotón para iluminar las estructuras y el Cercano Oeste Céntrese para las Genómicas Estructurales robóticas y los recursos de la automatización para la expresión, la purificación y la cristalización de la proteína, el proceso habrían podido tardar varios meses.

Analizando los genomas, los investigadores destapan la información que llevará al diseño estructura-basado o “racional” de la droga. El problema es que los investigadores no saben qué mitad de las proteínas cifradas por el genoma haga o trabajan.

Ahora que los investigadores entienden la enzima, esperan encontrar una manera de pararla - o por lo menos de reducirla. Sortase asocia las proteínas a la superficie de patógeno bacterianos. Ayuda de Estas proteínas que los patógeno sobreviven y que prosperan.

Las Bacterias como staph y ántrax necesitan el hierro funcionar. Pero poco hierro libre está disponible en la secuencia de la sangre porque la mayor parte de está limitado en glóbulos rojos. Las bacterias desarrollan Tan un mecanismo para alzaprimar abierto a los glóbulos rojos, y estas proteínas les ayudan.

“Esto es real un mecanismo muy elegante,” dijo Andrzej Joachimiak, el investigador del terminal de componente y al director de Structural Biology Center. El proceso se contornea en un artículo publicado en Ciencia el año pasado por Olaf Schneewind de la Universidad de Chicago, que descansó la base para el proyecto del sortase.

Las bacterias abren al glóbulo, atan la hemoglobina que contiene el heme - el pigmento que contiene el hierro en hemoglobina - transporta el heme, degrada el heme y después extrae el hierro.

Antes De Que la proteína pueda atar la hemoglobina, tiene que ser asociada a una posición específica respecto a la superficie de la célula. Las bacterias utilizan una enzima específica para lograr esto; en este caso es sortase.

“Sortase sería una buena meta para una droga, porque si una puede cegar la enzima, no podrá asociar estas proteínas a la superficie y las bacterias no podrían conseguir el hierro de nuestra circulación sanguínea,” Joachimiak dijo.

La investigación observa sortase de la staph y ántrax - más formalmente, Estafilococo Áureo, y Bacilo anthracis, y concluye que los dos son similares. Ambos tienen la misma tríada catalítica del aminoácido con Cys, los residuos presentes en ambas enzimas - que Su y del ASP signifique que el sitio de la reacción de la enzima-proteína es lo mismo. Solamente la ubicación de uno de los residuos varía.

Joachimiak dijo que el hecho de que tengan la misma tríada es importante. Si el sitio activo del sortase está lo mismo en ambos, puede ser cegado con apenas una droga. Además, las versiones del sortase se encuentran en varias otras bacterias grampositivas. Eso significa que una droga podría duplicar hacia arriba y apuntar una variedad de diversas bacterias. También importante, la enzima se encuentra solamente en las bacterias grampositivas, significando que los tratamientos que apuntan él no afectarían probablemente a las enzimas humanas.

Ahora que se sabe la estructura, Joachimiak dijo que el paso de progresión siguiente es imitar la serie de la señal, o el péptido, en la proteína con una droga que ciegue la enzima.

“Quisiéramos diseñar una droga que parecerá el péptido, pero no seremos el péptido,” él dijo. El “Algo más que atará al mismo sitio y se asegura de la enzima está muerto o inactivo.”

Este paso de progresión se basa sobre todo en ensayo y error. Sin Embargo, si los científicos conocen la estructura, pueden hacer una más suposición informada.

“Necesitamos estudiar más proteínas de estos genomas para entender mejor su biología y por lo tanto poder tratarlos o controlarlos,” Joachimiak dijo. “Sabemos tan poco hasta ahora.”

La Investigación continúa en Structural Biology Center de Argonne donde se han determinado más de 530 estructuras. Casi 150 estructuras de la proteína se han determinado en el Centro de Cercano Oeste para la Genómica Estructural y se han registrado con el Banco de Datos Internacional de Proteína - que es más que cualquier otro centro estructural de la genómica.

Los co-autores de Joachimiak son colegas R-g. Zhang, Relevo. Wu y G. Joachimiak en Argonne y S.K. Mazmanian, D.M. Missiakas, P. Gornicki y O Schneewind de la Universidad de Chicago. La investigación publicada fue utilizada por los Institutos Nacionales de las Concesiones de la Salud y el Ministerio de los E.E.U.U. de Oficina de la Energía de la Investigación Biológica y Ambiental.