En esta representación de un "sacapuntas molecular, "los pentágonos son sustancias químicas que hacen que una" ojiva "sea tóxica una vez que es" afilada "por Tld (proteínas bacterianas). Las proteínas están inactivas hasta que se elimina un" líder ", la madera de lápiz que rodea el grafito en esta representación. Las virutas de madera dentro del afilador son los restos del líder cortados por las proteínas, liberando un poderoso antibiótico que mata la bacteria E. coli. Crédito:Dmitry Ghilarov / Instituto de Ciencia y Tecnología Skolkovo y David Lawson / Centro John Innes
Imagínese un nuevo, lápiz sin punta. El grafito en su núcleo no se puede usar para escribir hasta que un sacapuntas mastica su punta de madera.
Ahora imagina microcina B17, un antibiótico que mata la bacteria E. coli. Antes de ser activado, yace incrustado en una estructura llamada profármaco, como el núcleo de un "lápiz molecular" sin punta.
Ahora, por primera vez, Los científicos de la Universidad de Rutgers en New Brunswick y otras instituciones han descubierto un "sacapuntas molecular" que mastica su capa exterior para liberar el poderoso antibiótico. Su descubrimiento abre la puerta a la búsqueda de nuevos agentes antibacterianos y fármacos para combatir las toxinas.
"Creemos que esto puede ser un artilugio que utilizan las bacterias para activar procesos que están inactivos hasta el momento adecuado". cuando el sacapuntas se enciende y libera antibióticos, "dijo Konstantin Severinov, autor principal de un nuevo estudio e investigador principal del Instituto Waksman de Microbiología de la Universidad de Rutgers en New Brunswick.
Los científicos, cuyo descubrimiento fue publicado en la revista Estructura , estudiaron las proteínas bacterianas TldD y TldE involucradas en la producción de microcina B17.
Muchas células bacterianas producen compuestos inactivos llamados profármacos, precursores que se convierten en medicamentos en el cuerpo. Dijo Severinov.
"Es como una droga del futuro y cuando surge la necesidad y cuando las cosas se ponen difíciles, la droga se activa y es como una ojiva tóxica que se exporta fuera de la célula y mata a sus vecinos dañinos, " él dijo.
El profármaco examinado por los científicos es como un palo con dos partes, él dijo. La parte central es la ojiva tóxica. Un "líder" está en el otro extremo e impide que la ojiva funcione hasta el momento adecuado.
"TldD, la proteína que estudiamos, tiene un agujero como en un viejo sacapuntas, donde se introduce el profármaco, "Dijo Severinov." El afilador agrega el último toque final, masticando al líder, activando la ojiva tóxica y sacándola de la celda. Es casi como tener la capacidad de producir compuestos tóxicos, incluidos los antibióticos, a la carta cuando los necesite ".
Los genes tld son comunes en bacterias, sugiriendo que desempeñan una función importante en la fisiología bacteriana, dice el estudio. Eso podría incluir un papel en el control de la calidad de las proteínas y la activación de diferentes productos naturales, incluidos los antibióticos, como la microcina B17.
"Cada genoma bacteriano secuenciado hasta la fecha tiene genes Tld, ", Dijo Severinov." Nadie sabía lo que hacen, y ahora sabemos lo que hacen en un caso, y pensamos que funciones similares activan la producción de compuestos bioactivos utilizados por otras bacterias como antibióticos o toxinas ".
Algunas toxinas podrían usarse de manera beneficiosa, El lo notó. Por ejemplo, la gente ha estado usando toxinas bacterianas para matar insectos durante décadas. Y cuando las bacterias producen toxinas que dañan a los humanos, Se podrían desarrollar fármacos que inhiban la Tld y combatan dichas bacterias.
Los científicos especulan que sus hallazgos podrían conducir a futuras aplicaciones en los campos de la ingeniería de proteínas y la biología sintética.
