Открытие ученых КФУ позволит создать антистафилококковый антибиотик

Исследователи Казанского университета нашли новые потенциальные мишени в структуре белка, защищающего золотистый стафилококк от антибиотиков

Коллектив ученых научно-исследовательской лаборатории «Структурная биология» расшифровал атомную структуру белка стафилококка и на основе одиночных мутаций в его структуре выявил потенциальные участки для разработки новых антибиотиков.

Результаты исследований были опубликованы в журнале Journal of Structural Biology (импакт-фактор 3.754).

«Одной из важнейших задач для выживания клеток в неблагоприятных условиях (голодание, недостаток кислорода, низкий уровень pH, тепловой шок, действие антибиотиков и др.) является сохранение рибосом – макромолекулярного комплекса, состоящего из РНК и белков, отвечающего за синтез белка в клетках всех живых организмов. Для этого в стрессовых условиях клетка синтезирует специальные белки, которые могут останавливать работу рибосом и сохранять их до момента окончания стресса. Одним из таких белков является фактор гибернации рибосом (Hibernation promoting factor - HPF), который переводит рибосомы в «спящий режим», - объяснил руководитель НИЛ "Структурная биология" Института фундаментальной медицины и биологии КФУ, доцент кафедры медицинской физики Института физики КФУ Константин Усачёв .

По словам ученого, одним из наиболее опасных патогенов для человека является бактерия золотистый стафилококк, вызывающая множество внебольничных и внутрибольничных инфекций. Опасность заключается не только в тяжести вызываемых им заболеваний, но и в сложности его лечения за счет высокой устойчивости (резистентности) к антибиотикам. Среди комплекса причин распространения резистентных штаммов стафилококка выделяются его высокая устойчивость к стрессовым условиям, а также отсутствие специфичных антистафилококковых антибиотиков. Именно поэтому одной из важнейших задач для разработки новых антистафилококковых препаратов является поиск новых мишеней для антибиотиков.   

«В нашей работе методом рентгеноструктурного анализа с высоким разрешением (1,6 Å) была решена структура домена белка HPF золотистого стафилококка, отвечающего за димеризацию (образование пары) рибосом и обеспечивающего их удержание в «спящем состоянии». На основе полученной информации о структуре были выявлены ключевые аминокислотные остатки, обеспечивающие функционирование белка, и методом генной инженерии были получены мутантные формы белка, в которых производились точечные замены аминокислотных остатков. Далее полученные мутанты анализировались на способность к переводу рибосом в «спящее состояние», на основе чего были найдены пять аминокислотных остатков, необходимых для функционирования белка. Полученные результаты открывают возможность для поиска новых соединений, связывающихся с данным участком белка, которые позволят понизить выживаемость клеток золотистого стафилококка в стрессовых условиях»,– рассказал Константин Сергеевич.

Усачёв также сообщил, что проведенное исследование - первая работа по установлению структуры белка методом рентгеноструктурного анализа, выполненная на монокристальном дифрактометре X-talLab Synergy S фирмы Rigaku, запущенном в мае этого года в НИЛ "Структурная биология". Отметим, что белок HPF золотистого стафилококка состоит из двух половин (доменов). Структуру первого домена ученые КФУ расшифровали ранее методом ЯМР-спектроскопии, а структуру второго домена расшифровали методом кристаллографии недавно.

«Наш новый дифрактометр оснащен высокочувствительным детектором, что позволяет исследовать структуру больших биомолекул, закристаллизованных в виде монокристалла, таких как белки и нуклеиновые кислоты. В России приборы для кристаллографии белков есть в МФТИ и в Институте белка РАН, но наш прибор нового поколения», - заметил руководитель лаборатории.

Константин Усачёв также сказал, что в данный момент совместно с сотрудниками НИЛ "Хемоинформатика и молекулярное моделирование" Химического института КФУ  ведется поиск  потенциальных ингибиторов биоинформатическими методами.

«Поиск производится по базам данных известных химических соединений, которые потенциально могут связываться с найденными участками белка. Потом вещества-лидеры будут тестироваться в нашей лаборатории экспериментально на способность перевода рибосом стафилококка в «спящий режим», - пояснил ученый КФУ.

Автор: Лариса Бусиль
 
По теме
 
Жительница Москвы с подозрением на коронавирусную инфекцию получила смартфон для установки приложения «Социальный мониторинг», но выяснилось, что пользоваться приложением на устройстве практически невозможно.

01.06.2020
Разработчики из Альметьевска стали победителями онлайн-хакатона проекта DIGITAL SUPERHERO - Альметьевский район В прямом эфире были выбраны три победителя первого этапа всероссийского соревнования разработчиков, который проводит Республика Татарстан - марафона DIGITAL SUPERHERO.

01.06.2020
«Учи.ру» при поддержке уполномоченного при президенте РФ по правам ребенка Анны Кузнецовой запускает проект помощи малоимущим многодетным семьям, приуроченный ко Дню защиты детей 1 июня.

01.06.2020
  В субботу поступило сообщение о том, что на плотине села Караса Аксубаевского района в пруду утонул 37-летний мужчина.
01.06.2020 Газета Республика Татарстан
В Куюках Пестречинского района горит частный дом. В поселке Куюки Пестречинского района загорелся частный дом рядом с часовней.
01.06.2020 Казанские ведомости
ОБЩЕРОССИЙСКИЙ НАРОДНЫЙ ФРОНТ в рамках акции взаимопомощи «МыВместе» реализует проект «Тележки добра» по оказанию продуктовой помощи социально незащищенным и нуждающимся гражданам в период распространения коронавируса.
01.06.2020 Известия Татарстана
Рахманкулов Мирза Закариевич – Солдат, Учитель, Человек - Ютазинский район Газета «Ютазинская новь» публикует статью нашего земляка, уроженца села Ютаза, бывшего первого секретаря Бавлинского райкома КПСС (объединявшего Ютазинский и Бавлинские районы) Рахманкулова Анселя Мирзиевича,
Ютазинский район
01.06.2020
Виниловые пластинки Уроки, дневник с двойками... Эти неприятности в 1964 году, когда я пошел в школу, еще тихо подстерегали нас с закадычным другом Колькой, но пока было не до них.
28.05.2020 Казанские ведомости
В Казани временно ограничено движение транспорта на улицах Вишневского и Лейтенанта Шмидта - Администрация г. Казань Фото: Город Казань KZN.RU (Город Казань KZN.RU, 1 июня). В Вахитовском районе Казани временно ограничили движение транспорта на автомобильных дорогах по улицам Вишневского и Лейтенанта Шмидта.
Администрация г. Казань
01.06.2020
В соответствии с утвержденным Генеральной дирекцией РТРС графиком плановых ремонтных работ на 2020 год, на радиотелецентре в г. Лениногорск будут проводиться плановые ремонтно-профилактические работы 8 июня 2020г.
01.06.2020 Лениногорский район