Små forskelle i aminosyrer kan føre til dramatisk forskellige enzymer

Blot nogle få ændringer af et enzyms aminosyrer kan være nok til dramatisk at ændre dets funktion, gør det muligt for mikrober at leve i vildt forskellige miljøer.

University of Queensland mikrobiolog lektor Ulrike Kappler, ledet af et internationalt team af forskere, gjorde denne opdagelse, da han undersøgte, hvordan Haemophilus influenzae -bakterier koloniserer det menneskelige åndedrætssystem.

"Denne sygdomsfremkaldende bakterie er suverænt tilpasset til at leve i mennesker, så meget, at de ikke kan overleve andre steder, "Sagde Dr. Kappler.

"Det viser sig, at et enzym, MtsZ, er nøglespilleren i denne tilpasning.

"Men, overraskende, nære slægtninge til dette protein, som fremmer Haemophilus overlevelse udelukkende inde i mennesker, hjælpe andre arter af bakterier til udelukkende at overleve i søer.

"Hvordan kunne nært beslægtede enzymer hjælpe en bakterieart med at leve udelukkende i mennesker og en anden til kun at leve i søer?

"Svaret er et spørgsmål om små aminosyreændringer."

Forskningen viser, at en sekvensforskel på kun tre aminosyrer, en forskel på mindre end 0,25 procent af MtsZ-enzymsekvensen, ændrer enzymets funktionalitet mellem bakterier, der lever i søer, sammenlignet med dem, der lever i mennesker.

"Det er den naturlige verden, små forskelle kan føre til enorme funktionelle ændringer – f.eks. mennesker og chimpanser er ikke helt ens på trods af at de er 99 procent genetisk ens, " sagde Dr. Kappler.

"Vi er lige nu ved at indse, at dette også kan være tilfældet for enzymer.

"De små ændringer i dette enzym gør, at de søboende bakterier kan leve af forfaldne alger og generere energi.

"Modsæt dette med Haemophilus, som bruger MtsZ til at fjerne aminosyrer fra den menneskelige krop og bruge dem til bakteriel vækst og replikation.

"Nu hvor vi forstår den unikke struktur af dette enzym i Haemophilus, vi håber at udvikle måder at hæmme dens specifikke funktion og afhjælpe kroniske luftvejslidelser forbundet med denne bakterie."

Bladet er udgivet i Journal of Biological Chemistry .