Ученые из Массачусетского технологического института с помощью метода спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) исследовали, как изменяется структура белка, который выкачивает токсичные соединения из бактериальной клетки. Результаты исследования позволят разрабатывать лекарства, которые будут блокировать белок и делать бактерий восприимчивыми к уже существующим антибиотикам. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Выкачка лекарств через клеточную мембрану — одна из многих стратегий, которые бактерии используют, чтобы уклониться от антибиотиков. Уже несколько лет ученые исследуют мембранный белок EmrE, который откачивает из клетки множество токсичных молекул, включая гербициды и противомикробные соединения. Хотя сам EmrE не принимает непосредственного участия в развитии устойчивости к антибиотикам, родственные ему белки были обнаружены у резистентных к лекарствам штаммов. Все эти белки обладают высокой консервативностью, что позволяет изучать все семейство на примере EmrE.
Ученые разработали метод, позволяющий использовать ЯМР для измерения расстояний между молекулами-зондами, содержащими фтор, и атомами водорода в белке. Это позволяет определить структуру белка, связывающего фтор. Также ученые исследовали, как EmrE переносит лекарствоподобную молекулу F4-TPP+через мембрану. Эта тетраэдрическая молекула содержит четыре атома фтора, по одному в каждом углу.
Было известно, что EmrE состоит из четырех параллельных трансмембранных спиралей. Две молекулы EmrE собираются в димер, так что восемь спиралей образуют внутренние стенки канала, по которому движется молекула-лиганд. Предыдущие исследования определили общую топологию спиралей, но не белковых цепей, простирающихся внутрь канала, которые захватывают и направляют лиганд.
EmrE переносит молекулы из внутренней части бактериальной клетки, которая имеет нейтральный pH, в окружающую среду с кислым pH. Исследователи обнаружили, что при нейтральном pH четыре спирали, составляющие канал, действительно примерно параллельны друг другу. Однако по мере снижения рН спирали начинают наклоняться, делая канал более широким с внешней стороны. Это и помогает вытолкнуть лиганд из канала.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
