La compréhension des enzymes sans métal employées par des bactéries a pu mener aux antibiotiques efficaces neufs

Quelques agents pathogènes bactériens, y compris ceux qui entraînent l'angine et la pneumonie, peuvent produire les composantes nécessaires pour reproduire leur ADN sans ions habituellement exigés en métal. Ce procédé peut permettre aux bactéries infectieuses de reproduire même lorsque le système immunitaire de l'hôte séquestre des ions de fer et de manganèse afin d'essayer de ralentir la réplication d'agent pathogène. Une étude neuve, qui apparaît dans les démarches de tourillon du conservatoire national de la Science, décrit une sous-classe nouvelle des enzymes sans métal de réductase de ribonucléotide employées par ces bactéries, une compréhension dont pourrait piloter le développement des antibiotiques neufs et plus efficaces.

« Chaque organisme emploie des enzymes de la réductase de ribonucléotide (RNR) pour effectuer les synthons de nucléotide requis pour la réplication de l'ADN et réglage, » a dit Amie Boal, professeur adjoint de chimie et des biochimies et de la biologie moléculaire à l'État de Penn et à l'auteur important du papier. « Puisque RNRs sont essentiel, ils sont les objectifs validés de médicament pour quelques cancers et viraux infection, mais ils n'ont pas été encore exploités comme objectifs de médicament dans les bactéries pathogènes. Un des objectifs de notre travail est de comprendre mieux les cofacteurs exigés par RNRs pour fonctionner, qui inspirera si tout va bien la création des traitements antibiotiques neufs et efficaces qui peuvent empêcher l'enzyme. »

RNRs exécutent la chimie très complexe pour convertir des ribonucléotides--les synthons d'ARN, qui est présent dans la cellule--dans des deoxyribonucleotides--les synthons d'ADN. Tout le RNRs connu utilisé pendant le métabolisme aérobie exigent un cofacteur d'ion en métal, qui agit en tant qu'oxydant puissant pour piloter la conversion. Dans leur étude neuve, l'équipe de recherche ont maintenant recensé et ont décrit une sous-classe neuve de RNR qui est capable d'exécuter ce procédé sans aide d'un ion en métal dans les agents pathogènes bactériens qui entraînent l'angine, la pneumonie, le rhumatisme articulaire aigu, et d'autres maladies.

La « exigence d'un cofacteur de trace-métal est le talon d'Achille d'un RNR, particulièrement dans les bactéries pathogènes, » a dit Gavin Palowitch, candidat de Ph.D. en biochimies, microbiologie, et biologie moléculaire à l'État de Penn et au co-auteur de l'étude. « Quand un agent pathogène envahit votre fuselage, une des choses que votre système immunitaire peut faire est d'essayer de le priver des ions de fer et de manganèse afin d'essayer de ralentir la reproduction. Si vous avez une voie d'effectuer l'ADN qui ne se fonde pas autant sur un cofacteur en métal, c'est une tactique nouvelle pour éluder la réaction immunitaire. »

Les chercheurs ont prouvé que cette sous-classe neuve de RNR peut employer un acide aminé modifié au lieu d'un ion en métal comme oxydant qui pilote la création des nucléotides d'ADN. Il reste inconnu si un métal est exigé pour la synthèse initiale de l'acide aminé modifié et puis détruit. Mais l'étude détermine que la modification exige une protéine indépendante pour son installation.

« Le besoin d'une autre protéine de commande est critique pour penser à empêcher cette enzyme avec des médicaments antibiotiques, » a dit Boal. Les « interactions protéine-protéine sont les objectifs réellement attrayants pour la perturbation par thérapeutique de petite molécule. »