A compreensão das enzimas metal-livres usadas pelas bactérias podia conduzir aos antibióticos eficazes novos

Alguns micróbios patogénicos bacterianos, incluindo aqueles que causam a garganta e a pneumonia de strep, podem criar os componentes necessários replicate seu ADN sem os íons geralmente exigidos do metal. Este processo pode permitir que as bactérias infecciosas replicate mesmo quando o sistema imunitário do anfitrião confisca íons do ferro e do manganês na tentativa de retardar a réplica do micróbio patogénico. Um estudo novo, que apareça nas continuações do jornal da Academia das Ciências nacional, descreve uma subclasse nova das enzimas metal-livres do reductase do ribonucleotide usadas por estas bactérias, uma compreensão de que poderia conduzir a revelação de antibióticos novos, mais eficazes.

“Cada organismo usa enzimas do reductase do ribonucleotide (RNR) para fazer os blocos de apartamentos do nucleotide necessários para a réplica do ADN e reparo,” disse Amie Boal, professor adjunto da química e da bioquímica e da biologia molecular em Penn State e no autor principal do papel. “Porque RNRs é essencial, são alvos validados da droga para alguns cancros e infecções virais, mas não foram explorados ainda como alvos da droga nas bactérias patogénicos. Um dos objetivos de nosso trabalho é compreender melhor os cofactor exigidos por RNRs para funcionar, que inspirará esperançosamente a criação das drogas antimicrobiais novas, poderosos que podem inibir a enzima.”

RNRs executa a química muito complexa para converter ribonucleotides--os blocos de apartamentos de RNA, que estam presente na pilha--em deoxyribonucleotides--os blocos de apartamentos de ADN. Todo o RNRs conhecido usado durante o metabolismo aeróbio exige um cofactor do íon do metal, que actue como um agente de oxidação poderoso para conduzir a conversão. Em seu estudo novo, a equipe dos pesquisadores tem identificado e tem descrito agora uma subclasse nova de RNR que é capaz de executar este processo sem o auxílio de um íon do metal nos micróbios patogénicos bacterianos que causam a garganta de strep, a pneumonia, a febre reumático, e as outras doenças.

“Exigir um cofactor do traço-metal é o salto de Achilles de um RNR, especialmente nas bactérias patogénicos,” disse Gavin Palowitch, candidato do Ph.D. na bioquímica, na microbiologia, e na biologia molecular em Penn State e em co-autor do estudo. “Quando um micróbio patogénico invade seu corpo, uma das coisas que seu sistema imunitário pode fazer é tentar privá-la de íons do ferro e do manganês na tentativa de retardar a reprodução. Se você tem uma maneira de fazer o ADN que não confia tanto quanto em um cofactor do metal, aquela é uma táctica nova para iludir a resposta imune.”

Os pesquisadores mostraram que esta subclasse nova de RNR pode usar um ácido aminado alterado em vez de um íon do metal como o agente de oxidação que conduz a criação de nucleotides do ADN. Permanece desconhecido se um metal está exigido para a síntese inicial do ácido aminado alterado e perdido então. Mas o estudo estabelece que a alteração exige uma proteína separada para sua instalação.

“A necessidade para uma outra proteína de activação é crítica para pensar sobre a inibição desta enzima com drogas antibióticas,” disse Boal. da “as interacções Proteína-proteína são alvos realmente atractivos para o rompimento pela terapêutica pequena da molécula.”