Professor Stephan A. Sieber e Dra. Sabine Schneider no laboratório da Cátedra de Química Orgânica II da Universidade Técnica de Munique. Crédito:Andreas Battenberg / TUM
As bactérias estão cada vez mais resistentes aos antibióticos disponíveis. Uma equipe de químicos da Universidade Técnica de Munique (TUM) já identificou enzimas importantes no metabolismo dos estafilococos. O bloqueio dessas enzimas de maneira direcionada os deixa de fome.
"A medicina precisa de novas armas contra as bactérias, "diz o professor Stephan Sieber." Muitas bactérias já são resistentes aos medicamentos comuns. Um objetivo importante da pesquisa é, portanto, identificar novos pontos de ataque. "
Juntamente com o Ph.D. a estudante Annabelle Hoegl e sua equipe na cadeira de Química Orgânica II da Universidade Técnica de Munique, a pesquisadora desenvolveu um procedimento para isolar e metabolizar enzimas que controlam o metabolismo. "Se pudéssemos bloquear essas enzimas, "Stephan Sieber explica o objetivo, "poderíamos mais ou menos matar os patógenos de fome."
A nova metodologia foi testada em Staphylococcus aureus. A bactéria é generalizada, com muitas espécies resistentes aos antibióticos. Os estafilococos são compostos por milhares de proteínas. "Isolar enzimas com propriedades específicas deste palheiro, identificá-los e investigar sua função representou um verdadeiro desafio, "lembra Sieber.
As enzimas visadas pela equipe de pesquisa usam vitamina B6 para acelerar as reações químicas na célula. Um componente crucial da vitamina B6 é o fosfato de piridoxal, ou PLP. Sem as enzimas dependentes de PLP, o metabolismo da bactéria seria interrompido, matando os microorganismos de fome.
Rastreando enzimas com marcadores
Estrutura de cristal de raios-X da racemase de alanina de S. aureus (verde) marcado com fosfato de piridoxal modificado (laranja). Crédito:Dra. Sabine Schneider / TUM
A equipe usou um fosfato de piridoxal quimicamente modificado para detectar essas enzimas dependentes de PLP. As moléculas marcadas foram adicionadas a uma solução nutritiva na qual proliferam as bactérias Staphylococcus aureus.
Uma vez que a solução não continha PLP natural, as enzimas dependentes de PLP incorporaram os marcadores, usá-los para o metabolismo. Os químicos então romperam a bactéria usando ultrassom e retiraram as enzimas que carregavam os marcadores.
O princípio da pesca molecular, ou "perfil de proteína, "como é chamado, não é completamente novo. Mas, os cientistas TUM são os primeiros a utilizar esta metodologia para investigar enzimas dependentes de PLP.
“Conseguimos demonstrar que o método é muito eficiente, "enfatiza Sieber." Muitas enzimas fisiologicamente importantes em Staphylococcus dependem do fosfato de piridoxal. Isolamos 73% dessas enzimas, analisou-os usando espectrometria de massa e os identificou. "
Além disso, a equipe descobriu enzimas dependentes de PLP anteriormente desconhecidas e decifrou suas funções. "Com isso, descobrimos um tesouro inexplorado em nossa busca por novos alvos antibióticos, "diz o químico.
Essa percepção agora pode ser usada para desenvolver novos agentes ativos contra bactérias. Na próxima etapa, os pesquisadores esperam investigar as funções das enzimas em maiores detalhes e determinar como o metabolismo das bactérias pode ser bloqueado de maneira direcionada, sem danificar células humanas saudáveis.
