Estrutura cristalina da enzima hospedeira, Aciloxiacil-hidrolase (AOAH), em complexo com lipopolissacarídeo (LPS) mostrado em bastões cinza, que é uma toxina bacteriana potente. A figura mostra uma das seis cadeias de ácido graxo de LPS girada para fora e posicionada no sítio ativo AOAH pronta para ser cortada, rending LPS imunologicamente inerte. Esta função enzimática da AOAH é crucial para a recuperação da tolerância imunológica que geralmente ocorre após a infecção bacteriana gram-negativa. Crédito:Bhushan Nagar
Os bioquímicos da Universidade McGill estão dando uma boa olhada em como uma enzima específica que faz parte do sistema imunológico humano interage com um certo grupo de bactérias que são descritas como gram-negativas.
Pesquisadores de todo o mundo "têm estudado a enzima, conhecido como AOAH, por mais de 30 anos. Esta é a primeira vez que alguém consegue ver exatamente como é, "de acordo com Bhushan Nagar, professor associado de bioquímica da Universidade McGill em Montreal.
Mais que isso, as imagens 3-D capturaram um momento no tempo que mostra como a AOAH inativa uma molécula tóxica que normalmente faz parte de várias bactérias gram-negativas. A pesquisa foi conduzida na Canadian Light Source.
Existem vários tipos de bactérias gram-negativas em todo o meio ambiente. Embora alguns sejam inofensivos, muitos causam uma variedade de doenças humanas, diz Nagar. Por exemplo, várias espécies, como E. coli e Salmonella, causar doenças de origem alimentar. Outros causam infecções, como pneumonia, meningite, infecções da corrente sanguínea ou gonorréia.
Alguns tipos de infecções bacterianas gram-negativas estão demonstrando resistência aos medicamentos e são cada vez mais difíceis de tratar, tornando a compreensão de como o sistema imunológico humano interage com eles ainda mais importante.
Quando uma infecção se desenvolve, geralmente desencadeia inflamação por meio de um componente tóxico da camada externa de bactérias gram-negativas, chamado lipopolissacarídeo (LPS) - também comumente referido como uma endotoxina.
"A inflamação é uma resposta protetora do sistema imunológico no combate a infecções, "diz Nagar.
É o que causa febre, dores, inchaço e às vezes vermelhidão na pele. Mas existe um equilíbrio delicado. Muita inflamação pode fazer com que uma pessoa fique mais doente e até mesmo morra, enquanto muito pouco não ajudará a matar as bactérias que causam a infecção. O sistema imunológico controla esse problema atenuando a inflamação após a resposta aguda inicial. Dessa maneira, a inflamação não causa danos excessivos.
Depois que a infecção for eliminada, o sistema precisa ser reinicializado para estar preparado para combater novas infecções. Este trabalho cai nas mãos da enzima AOAH. Com a bactéria Gram-negativa, verificou-se que os alvos AOAH, liga-se a, e remove duas regiões específicas no LPS, tornando-o ineficaz e fazendo com que o sistema seja reiniciado.
Os pesquisadores foram capazes de ver as imagens usando uma amostra cristalizada de AOAH ligada a uma parte do LPS. Os resultados permitiram uma análise detalhada da estrutura molecular da AOAH e mostraram claramente quais partes de sua superfície interagiram com a toxina.
"Nós pudemos realmente ver o mecanismo molecular que a enzima usa para cortar partes do LPS para inativá-lo, "diz Nagar.
Os resultados foram publicados no Anais da Academia Nacional de Ciências no início deste ano.
As imagens fornecem um mapa para a enzima AOAH e abrem a porta para outras direções de pesquisa. Algumas formas de AOAH estão associadas a certas doenças, como asma e sinusite crônica. Conhecer sua estrutura completa ajudará os pesquisadores a entender melhor como são as variações que causam doenças e pode fornecer os detalhes necessários para desenvolver novos tratamentos para infecções ou abordagens para evitá-las.
