Исследователи из Института Лейбница по исследованию натуральных продуктов и биологии инфекций — Институт Ганса Кнёлля (Leibniz-HKI) в Йене, Германия, определили фермент, который является новой многообещающей терапевтической мишенью для борьбы с опасным бактериальным заболеванием мелиоидозом. Он помогает патогенной бактерии Burkholderia pseudomallei построить токсическую молекулу, которая имеет решающее значение в инфекционном процессе. Результаты были опубликованы в журнале Nature Chemistry .
Мелиоидоз — опасное для жизни заболевание, вызываемое бактерией Burkholderia pseudomallei. «Без лечения болезнь обычно приводит к летальному исходу», — объясняет Кристиан Хертвек, заведующий кафедрой биомолекулярной химии в Leibniz-HKI и профессор химии натуральных продуктов в Университете Фридриха Шиллера в Йене. «И даже лечение антибиотиками часто затягивается на многие месяцы и не всегда бывает успешным, потому что обычные лекарства плохо действуют против этих возбудителей».
Поэтому его исследовательская группа хотела понять механизмы заражения бактериями и нашла возможную новую отправную точку для борьбы с болезнью. «Мы нашли фермент , который синтезирует молекулярную структуру, лежащую в основе инфекции», — объясняет Феликс Троттманн, первый автор исследования.
Открытый фермент BurG образует циклопропанольное кольцо, высокореактивную химическую функциональную группу, из молекулы-предшественника. В предыдущих исследованиях Троттманн смог продемонстрировать, что эта структура также продуцируется другими патогенными бактериями рода Burkholderia и, по-видимому, играет важную роль в инфекции. Если путь биосинтеза этой молекулы отключен мутациями, бактерии гораздо менее опасны.
Исследовательская группа также выяснила трехмерную структуру фермента в сотрудничестве с Мюнхенским техническим университетом. «На следующем этапе мы можем попытаться разработать активные соединения, которые ингибируют фермент и, таким образом, делают бактерии менее вирулентными», — объясняет Троттманн. Согласно современным знаниям, фермент обнаружен только у бактерий, но не у людей. «Поэтому надежда состоит в том, чтобы иметь возможность специально ингибировать бактерии», — говорит Хертвек. Тогда иммунная система сможет легче с ними справляться.
Чтобы понять биосинтез молекулярной структуры , лежащей в основе инфекции, исследователи исследовали кластер генов, который содержит инструкции ДНК для его создания. Они провели лабораторные эксперименты с Burkholderia thailandensis, которая очень похожа на Burkholderia pseudomallei, но гораздо безопаснее в работе.
Мелиоидоз в основном встречается в Юго-Восточной Азии и Австралии. Однако эксперты предупреждают, что болезнь может распространиться дальше. Например, Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) смогли проследить причину четырех случаев мелиоидоза в прошлом году, два из которых закончились смертельным исходом, в ароматерапевтическом спрее. Близкородственный вид , B. mallei, который также производит циклопропаноловое кольцо, использовался в качестве биологического оружия как в Первой, так и во Второй мировой войне. И B. pseudomallei также изучался как таковой в некоторых странах.
