La comprensione degli enzimi senza metallo usati dai batteri ha potuto piombo ai nuovi efficaci antibiotici

Alcuni agenti patogeni batterici, compreso quelli che causano la gola e la polmonite di streptococco, possono creare le componenti necessarie per ripiegare il loro DNA senza gli ioni solitamente richiesti del metallo. Questo trattamento può permettere che i batteri contagiosi ripieghino anche quando il sistema immunitario di ospite sequestra gli ioni del manganese e del ferro nel tentativo di rallentare la replica dell'agente patogeno. Un nuovo studio, che compare negli atti del giornale dell'Accademia delle Scienze nazionale, descrive una sottoclasse novella degli enzimi senza metallo della riduttasi del ribonucleotide usati da questi batteri, una comprensione di cui potrebbe determinare lo sviluppo di nuovo, antibiotici più efficaci.

“Ogni organismo usa gli enzimi della riduttasi del ribonucleotide (RNR) per fare le particelle elementari del nucleotide state necessarie per il replicazione del dna e riparazione,„ ha detto Amie Boal, assistente universitario di chimica e della biochimica e della biologia molecolare a Penn State ed all'autore principale del documento. “Poiché RNRs è essenziale, sono obiettivi convalidati della droga per alcuni cancri ed infezioni virali, ma ancora non sono stati sfruttati come obiettivi della droga in batteri patogeni. Uno degli scopi del nostro lavoro è di capire meglio i cofattori richiesti da RNRs per funzionare, che eventualmente ispirerà la creazione di nuove, droghe antimicrobiche potenti che possono inibire l'enzima.„

RNRs esegue la chimica molto complessa per convertire i ribonucleotidi--le particelle elementari di RNA, che sono presenti nella cella--nei deoxyribonucleotides--le particelle elementari di DNA. Tutto il RNRs conosciuto usato durante il metabolismo aerobico richiede un cofattore dello ione del metallo, che funge da agente ossidante potente per determinare la conversione. Nel loro nuovo studio, il gruppo dei ricercatori ora ha identificato e descritto una nuova sottoclasse di RNR che è capace di eseguire questo trattamento senza l'aiuto di uno ione del metallo negli agenti patogeni batterici che causano la gola di streptococco, la polmonite, la febbre reumatica ed altre malattie.

“Richiedere un cofattore del traccia-metallo è il tallone d'Achille di un RNR, particolarmente in batteri patogeni,„ ha detto Gavin Palowitch, candidato di Ph.D. nella biochimica, nella microbiologia e nella biologia molecolare a Penn State ed al co-author dello studio. “Quando un agente patogeno invade il vostro organismo, una delle cose che il vostro sistema immunitario può fare è di provare a privarla degli ioni del manganese e del ferro nel tentativo di rallentare la riproduzione. Se avete un modo preparare il DNA che non conta tanto su un cofattore del metallo, quella è una tattica novella per l'elusione della risposta immunitaria.„

I ricercatori hanno indicato che questa nuova sottoclasse di RNR può usare un amminoacido modificato invece di uno ione del metallo come l'agente ossidante che determina la creazione dei nucleotidi del DNA. Rimane sconosciuto se un metallo è richiesto per la sintesi iniziale dell'amminoacido modificato e poi è perso. Ma lo studio stabilisce che la modifica richieda una proteina separata per il suo impianto.

“L'esigenza di un'altra proteina d'attivazione è critica per il pensiero ad inibire questo enzima con le droghe antibiotiche,„ ha detto Boal. “le interazioni della Proteina-proteina sono obiettivi realmente attraenti per rottura da piccola terapeutica della molecola.„