Betydningen af ​​asymmetri i bakterier

Ny forskning offentliggjort i Naturens mikrobiologi har fremhævet et protein, der fungerer som en membranstøvsuger, og som kan være et potentielt nyt mål for antibiotika.

Newcastle University-teamet afslører, hvordan fjernelse af visse lipider fra den ydre membran kan give en sårbarhed for gram-negative bakterier. De foreslår, at dette system kunne udnyttes af lægemidler til at mindske bakteriel virulens, og at gøre forskellige antibiotika mere effektive.

Rengøring af bakteriemembranen

Gram-negative bakterier som E. coli har to membraner, en indre membran og en ydre membran.

Den ydre membran er et asymmetrisk dobbeltlag med en indre folder af fosfolipider og en ydre folder, der næsten udelukkende består af lipopolysaccharid.

Lipopolysaccharidet danner et sukkerbelagt lag på overfladen af ​​gramnegative bakterier, der er en meget effektiv barriere mod fedtede, hydrofobe molekyler og forårsager resistens over for antibiotika og andre skadelige forbindelser.

Imidlertid, fosfolipider fra den indre folder akkumuleres spontant i den ydre folder af den ydre membran, danner "øer" midt i lipopolysaccharidet, der øger den ydre membranpermeabilitet af giftige forbindelser. Disse fosfolipidmolekyler skal fjernes fra den ydre folder for at genoprette den ydre membranpermeabilitetsbarriere og asymmetri.

Denne proces udføres ved at opretholde lipidasymmetrisystemet (Mla), som findes i de fleste gramnegative bakterier. MlaA proteinet, fokus for forskningen, er den ydre membrankomponent i Mla-systemet.

Hovedforfatter og professor i membranproteinstrukturbiologi ved Institute for Cell and Molecular Biosciences ved Newcastle University, Bert van den Berg forklarede:"Vores tredimensionelle strukturer og funktionelle data viser, at MlaA danner en doughnut i den indre folder af den ydre membran. Dette binder fosfolipider fra den ydre folder og fjerner disse via den centrale kanal, ligner lidt en støvsuger.

"Vores undersøgelse belyser en grundlæggende og vigtig proces i Gram-negative bakterier og er et udgangspunkt for at afgøre, om Mla-systemet af Gram-negative patogener kan målrettes af lægemidler for at mindske bakteriel virulens, og for at gøre forskellige antibiotika mere effektive."

Instituttet for Celle- og Molekylær Biovidenskab har til formål at støtte og udvikle forskning af højeste kvalitet for at forstå grundlæggende træk ved de arbejdende celler med særlig vægt på problemer, der er relevante for medicin. Holdet fra instituttet, der arbejder med deres internationale samarbejdspartnere, vil nu fortsætte undersøgelsen af ​​MlaA-proteinet som et mål for antibiotika.