Bactérias gram-positivas patogênicas, tal como S. gordonii , exportar uma adesina rica em serina para facilitar sua fixação às células hospedeiras. Adhesin usa uma via de secreção dedicada, com várias etapas ocorrendo no citosol antes de sua translocação através da membrana. A adesina GspB (mostrada em vermelho) é primeiro modificada por N-acetilglucosamina (hexágono laranja) e glicose (hexágono de trigo) em uma ordem estritamente sequencial. É então direcionado para a membrana por um complexo de três proteínas de secreção acessórias (Asp 1-3; mostrado em verde, azul, e rosa), duas das quais se assemelham a proteínas de ligação a carboidratos (as estruturas dos cristais são mostradas em diagramas de fitas embutidos em uma apresentação de preenchimento de espaço). Finalmente, A adesina GspB é movida através da membrana por uma ATPase dedicada (SecA2) e canal de membrana (SecY2) (ambos mostrados em ciano). Crédito:Yu Chen, Harvard Medical School
Pesquisadores da Harvard Medical School, a Universidade da Califórnia, São Francisco, e a Universidade da Geórgia descreveram como a proteína que permite que as bactérias strep e estafilococos se fixem nas células humanas é preparada e embalada. A pesquisa, o que poderia facilitar o desenvolvimento de novos antibióticos, aparecerá na edição de 6 de abril do Journal of Biological Chemistry .
Todas as bactérias têm um sistema de secreção padrão que lhes permite exportar diferentes tipos de proteínas para fora de suas células. Uma importante classe de moléculas extracelulares produzidas por bactérias patogênicas são as adesinas, proteínas que permitem que as bactérias adiram às células hospedeiras. Por razões desconhecidas, as adesinas SRR (repetição rica em serina) de Estafilococo e Bactéria Streptococcus - patógenos que podem estar envolvidos em infecções graves, como meningite bacteriana, pneumonia bacteriana e pericardite - são transportadas por uma via de secreção semelhante ao sistema padrão, mas dedicado exclusivamente à adesina.
Seria como se um armazém que processa muitos tipos de mercadorias tivesse um conjunto separado de portas e empilhadeiras para apenas uma de suas mercadorias. Tom Rapoport, um professor da Harvard Medical School que supervisionou o novo estudo, queria entender o que exatamente essas cadeias de suprimentos moleculares dedicadas estavam fazendo.
"Fiquei intrigado com o fato de que existe um segundo sistema de secreção em algumas bactérias que é separado do sistema de secreção canônico e é apenas dedicado à secreção de uma proteína, "Rapoport disse." Há toda uma máquina, e está fazendo apenas uma coisa. "
Yu Chen, na época, um associado de pesquisa de pós-doutorado no laboratório de Rapoport, conduziu a investigação. Ela descobriu isso, para ser transportado, a proteína adesina precisava ser modificada com açúcares específicos por três enzimas atuando em uma sequência específica. Essas modificações no açúcar estabilizam a proteína e aumentam sua aderência às células-alvo. Além disso, os experimentos mostraram que duas proteínas na via específica da adesina, cuja função anteriormente era misteriosa, parecia ser capaz de se ligar a esses açúcares, presumivelmente permitindo-lhes transportar a adesina para a membrana celular onde o canal de saída dedicado da adesina está localizado.
A complexidade do sistema de transporte de adesina exigiu colaboração com as equipes de pesquisa da UCSF, Harvard Medical School, e a Universidade da Geórgia. Os membros do laboratório de Paul Sullam na UCSF forneceram a perspectiva clínica, membros do laboratório de Maofu Liao em Harvard caracterizaram o complexo de direcionamento por microscopia eletrônica, e membros do laboratório da Parastoo Azadi na Geórgia analisaram as modificações do açúcar.
"É um sistema complicado porque envolve modificação de proteínas, atividade da chaperona e segmentação por membrana, então encontramos muitos desafios, "Chen disse." Este (estudo) é um grande exemplo de como a colaboração entre laboratórios na comunidade científica promove o conhecimento humano. "
A razão pela qual essas bactérias usam essa via de exportação separada para adesinas permanece indefinida. Mas, como essa via é exclusiva das bactérias estreptocócicas e estafilococos, a nova compreensão de seus componentes pode ajudar os pesquisadores a desenvolver antibióticos altamente direcionados para tratar infecções causadas por essas bactérias no futuro.
"Você poderia imaginar que poderia desenvolver novos antibióticos que poderiam ter como alvo esta via, "Rapoport disse." (Eles) seriam muito específicos para bactérias patogênicas. "
