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Os cientistas descobrem vitaminas dos canais da bactéria da tuberculose na pilha

Um estudo novo publicou nos relatórios que uma proteína de transporte original encontrou dentro do bacilo de tubérculo, tuberculose da natureza do jornal em março de 2020 de Mycobacterium. Esta proteína vesicular demedida enorme é diferente de outras proteínas de transporte e é instrumental em levar as moléculas hidrófilas, notàvel vitamina B12 ou cobalamina, através da membrana de pilha.

O estudo foi baseado no uso da microscopia do cryo-elétron adquirir imagens da proteína de transporte. A bactéria da tuberculose é um organismo completo que tem toda a maquinaria genética necessária para produzir a cobalamina em sua pilha. Contudo, tem que importar a vitamina da parte externa para uma divisão de pilha bem sucedida.

Esta é uma reconstrução do transportador da vitamina B12 da tuberculose de Mycobacterium, com base em imagens do cryoEM. A molécula do transporte senta-se através da membrana de pilha das bactérias da tuberculose e ajuda-se a ferry moléculas na pilha. Crédito de imagem: Laboratório nacional do acelerador de Greg Stewart/SLAC
Esta é uma reconstrução do transportador da vitamina B12 da tuberculose de Mycobacterium, com base em imagens do cryoEM. A molécula do transporte senta-se através da membrana de pilha das bactérias da tuberculose e ajuda-se a ferry moléculas na pilha. Crédito de imagem: Laboratório nacional do acelerador de Greg Stewart/SLAC

Transportadores de ABC

Para realizar este processo, usa uma proteína do transportador da vitamina B12, uma de uma grande família de proteínas de transporte (ABC) ATP-obrigatórias da gaveta. Estas proteínas utilizam a energia química armazenada dentro das moléculas do ATP para levar as moléculas da carcaça através da membrana de pilha.  Estes transportadores são envolvidos igualmente no transporte dos peptides como a bleomicina, que inibe o crescimento microbiano. Esta é uma estranheza, de acordo com o punhal Slotboom do pesquisador, que diz que duas moléculas muito diversas estão levadas raramente pelo mesmo transportador.

Este motivado o estudo actual para examinar a estrutura desta proteína original. Diz Slotboom, “'isto era um processo longo, mas nós rachamo-lo finalmente que usa a microscopia do cryo-elétron.” E os resultados eram surpreendentes: a proteína conteve o que pode somente ser descrita como maciça, uma grande cavidade enchida com água que estende sobre a largura inteira da membrana de pilha, com uma capacidade 7.700 do ångström cúbico - tanto quanto sete moléculas da cobalamina, de acordo com o pesquisador.

Como trabalha

O trabalho do transportador parece ser a simplicidade própria: apenas esvazie-se para fora, com tudo que está na água. Daqui a analogia da comporta. Slotboom vai sobre explicar: “Você deixa a água dentro e tudo que está nela.” Isto é provavelmente como pode transportar a vitamina e o peptide antibiótico, apesar de suas estruturas muito diferentes.

A capacidade de transporte nonselective igualmente tem seus inconvenientes, o mais óbvio de que é que é bastante incapaz. Contudo, esta não é uma edição nesta situação, onde o bacilo precisa de pegar somente um número limitado de moléculas do cobalamine para terminar seu ciclo reprodutivo que dura aproximadamente 24 horas.

Uma proteína de transporte original

Os pesquisadores são tomados detrás pela diferença entre este transportador e toda a outra proteína de transporte convencional conhecida. Comentam, “ele mudam a maneira que nós olhamos a fisiologia das bactérias. Há umas indicações fortes que outras espécies bacterianas têm um sistema similar, assim que significa que pegaram moléculas aleatórias de seu ambiente.”

Por outro lado, os investigador são intrigados pela possibilidade que as pilhas humanas puderam igualmente ter um mecanismo muito similar às substâncias do transporte como a cobalamina. Esta vitamina liga primeiramente um peptide gástrica chamado factor intrínseco. Este peptide, das pilhas parietal gástricas especializadas do forro do estômago, permite que a vitamina B12 forme um complexo com ele. Este complexo é pegado então pelas pilhas epiteliais.

O complexo aterra finalmente acima nos lisosomas dentro das pilhas epiteliais. Os lisosomas são “suicídio ensacam” completamente de enzimas poderosos. Aqui, o factor intrínseco é dividido, e B12 é liberado do lisosoma para incorporar as pilhas. Aqui participa finalmente no metabolismo da pilha. Slotboom diz, “eu suspeito fortemente que este envolve um transportador não específico similar.”

Os cientistas igualmente pensam que puderam poder estimular a actividade da proteína de transporte da cobalamina-bleomicina para ajudar a tratar a tuberculose. Dizem, “'se nós poderíamos estimular a actividade deste transportador, ele puderam importar antibióticos mais eficientemente, facilitando o matar estas pilhas. Nós realizamos, embora, que esta não pode ser directa, porque a bactéria usa estratégias eficazes para manter para fora antibióticos.”

Para realizar este, os cientistas estão analisando o trabalho do transportador em seguida. A hipótese actual é que “dentro da pilha, a comporta está esvaziada ligando e hydrolyzing o ATP. Mas nós não sabemos abre na parte externa, para deixar dentro moléculas novas.”

O transportador dimeric é compor de duas metades. Estes parecem projectar-se à parte externa da membrana de pilha, e é possível que abrem de uma certa maneira, como uma porta, para permitir que a carga fresca incorpore a pilha. Os cientistas querem ver se podem de algum modo estimular esta abertura ou processo do afrouxamento para aumentar a entrada dos antibióticos.

Journal reference:

Reference: S. Rempel, C. Gati, M. Nijland, C. Thangaratnarajah, A. Karyolaimos, J. W. de Gier, A. Guskov & D. J. Slotboom: A mycobacterial ABC transporter mediates the uptake of hydrophilic compounds. Nature, 26 March 2020, http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-2072-8

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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