В новой работе ученые сфокусировали внимание на классе органических веществ, среди представителей которых имеются десятки субстанций с антибиотическими свойствами. Самым известным из них является низин, который вырабатывается бактериями, обитающими в молоке. С конца 1960-х низин используется для борьбы с пищевыми патогенами.
Исследователи давно секвенировали ген низина и даже могут собрать цепочку аминокислот (пептид), кодированных этим геном. Однако после выработки пептид подвергается ряду модификаций в клетке, и эти изменения придают ему конечную форму и функцию. В течении 25 лет ученые пытались понять, как происходят данные изменения.
«Пептиды немного похожи на спагетти. Они слишком гибкие, чтобы выполнять свою функцию. В связи с чем природа сделала их циклическими», — говорит руководитель исследования, профессор Уилфред ван дер Донк (Wilfred van der Donk) из Иллинойского университета.
Эту функцию осуществляют специальные ферменты. В случае с низином фермент дегидратаза удаляет воду, что способствует преобразованию антибиотика в заключительную трехмерную форму. Это первый шаг в преобразовании похожего на спагетти пептида в пятикольцевидную структуру.
Кольца имеют важное значение для антибактериальной функции низина. Два из них нарушают конструкцию стенок бактериальных клеток, в то время как другие три просверливают отверстия в бактериальных мембранах, благодаря чему микробам намного сложнее развить резистентность к антибиотикам.
Предыдущие исследования показали, что дегидратаза участвует в формировании вторичной структуры пептида, но исследователи не могли определить, как она это делает. Теперь же получены данные о том, что в этом процессе важную роль играет глутамат.
Таким образом, фермент взаимодействует с пептидом в двух направлениях: он фиксирует и удерживает одну часть пептида, пока другая часть дегидратазы формирует кольцевую структуру.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Ortega, Manuel A.; Hao, Yue; Zhang, Qi; Walker, Mark C.; van der Donk, Wilfred A. et al. (2014) Structure and mechanism of the tRNA-dependent lantibiotic dehydratase NisB // Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited.
