Микробиологи узнали, как устроена молекулярная «фабрика» сальмонелл и других грамотрицательных бактерий, где происходит сборка их внешней мембраны. Эта мембрана защищает бактерий от антибиотиков, однако теперь ученые знают, на какие именно белки надо воздействовать, чтобы нарушить ее синтез.
Результаты исследования, проведенного британскими учеными из Университета Восточной Англии, опубликованы в свежем выпуске журнала Nature.
К грамотрицательным бактериям относятся микробы, имеющие две мембраны – внутреннюю, которая окружает цитоплазму и есть у всех живых клеток, и дополнительную внешнюю. Между ними располагается клеточная стенка. Наличие внешней мембраны делает этих бактерий особенно устойчивыми к антибиотикам.
Авторы статьи выяснили, как именно во внешнюю мембрану попадают липополисахариды, структурные элементы, из которых она состоит. Было известно, что сначала липополисахариды появляются во внутренней мембране, а затем транспортируются к месту назначения при помощи нескольких белковых комплексов – те из них, что примыкают к наружной мембране, обозначаются аббревиатурой LptD и LptE.
Используя методы рентгеноструктурного анализа, ученые показали: белок LptD включает в себя два отдела: маленький бета-рулет и большую бета-бочку. Бета-рулет выступает в роли терминала, по которому поступают липополисахариды, а бета-бочка служит их перевалочным пунктом, откуда они выходят во внешнюю мембрану.
Исследователи выяснили, что бета-бочка грамотрицательных бактерий имеет рекордно большие размеры для подобного рода структур – она состоит из 26 белковых нитей. Некоторые из них непрочно соединены между собой, и это играет важную роль в функционировании всего комплекса: через «зазоры» липополисахариды выходят из бочки. Ученые обнаружили, что если связать белковые нити плотнее, то внешняя мембрана бактерий перестает синтезироваться.
Выяснилось, что еще один белок, LptE, «воткнут» в бета-бочку и переворачивает поступающие туда липополисахариды, переводя их из горизонтального положения в вертикальное. Как отмечают авторы статьи, одна бактерия обладает в среднем 200 комплексами LptD–LptE, через каждый из которых проходит по пять липополисахаридов в секунду. Если нарушить их работу, то микробы лишаться своей устойчивости к лекарственным препаратам.
Микробиологи надеются, что их открытие поможет в разработке антибиотиков нового поколения.
