Niepozorny niszczyciel gruźlicy?

W ramach prowadzonych badań zespół EMBL, pracujący pod kierunkiem dr Matthiasa Wilmannsa, skupił się na intrygującej zdolności bakterii do wytwarzania histydyny i tryptofanu - dwóch podstawowych aminokwasów - za pomocą jednego enzymu. Ta umiejętność wyróżnia ją pośród większości organizmów, które potrzebują dwóch różnych enzymów do wykonania tego zadania. Zamiast używania enzymów HisA i TrpF, bakteria Mtb przeprowadza katalizę obydwu reakcji za pomocą tylko jednego enzymu. Ten wielozadaniowy enzym o nazwie PriA jest w stanie rozpoznać i związać się z dwiema różnymi molekułami lub dwoma substratami.

Jak to możliwe? "Kiedy odtworzyliśmy trójwymiarową budowę enzymu PriA - mówi dr Wilmanns - odkryliśmy, że posiada wyjątkową zdolność do tworzenia dwóch odrębnych centrów aktywnych, swoistych dla danego substratu. Jest w stanie stworzyć centrum aktywne swoiste dla danej reakcji lub przejść tak zwaną metamorfozę indukowaną przez substrat, aby stworzyć odrębne centrum aktywne." Przechodząc do kolejnego etapu zespół przeprowadził badania przesiewowe 20.000 związków molekuł i zidentyfikował kilka, które hamują reakcje katalizowane przez enzym PriA bez wpływu na TrpF.

Badania zostały częściowo dofinansowane z projektu SYSTEMTB (Biologia systemów Mycobacterium tuberculosis), który otrzymał ponad 10,5 mln EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE, aby stworzyć ramy na rzecz poznania kluczowych cech bakterii Mtb i jej interakcji z gospodarzem. Konsorcjum SYSTEMTB składa się z ekspertów ze świata nauki i przemysłu pochodzących z Czech, Francji, Hiszpanii, Holandii, Niemiec, Polski, Szwajcarii, Wlk. Brytanii i Włoch.

Wspólna praca partnerów SYSTEMTB ma zaowocować nowymi informacjami oraz ukształtować nowe i rentowne strategie, a postępy te będą cennym wkładem w działania na rzecz walki z TB podejmowane na całym świecie. Według szacunków Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) jedna trzecia światowej populacji jest zakażona prątkiem. To alarmujące - twierdzą eksperci - nawet przy prawdopodobieństwie zachorowania tylko 1 zakażonej osoby na 10, to zważywszy na fakt, że TB dobrze się rozwija, kiedy układ immunologiczny jest osłabiony, w przypadku osób chorych na HIV/AIDS ryzyko jest wyższe.

Akcja zakrojona na salę globalną w celu kontrolowania choroby przyniosła imponujące wyniki, mimo tego szacuje się, że gruźlica zabrała w 2009 r. życie 1,7 mln osób na świecie. Podjętą globalną walkę z TB komplikuje fakt, że choroba odpowiada na ten atak. Pojawiają się nowe szczepy, coraz bardziej odporne na leki i potrzebne są innowacyjne metody leczenia oraz strategie terapeutyczne, aby utrzymać je pod kontrolą.

Opierać się one będą, wedle wszelkiego prawdopodobieństwa, na wskazówkach, takich jak te proponowane przez dr Wilmannsa i jego zespół. "Jesteśmy przekonani, że ta zdolność do dwu-substratowej katalizy w Mycobacterium tuberculosis może stworzyć nowe możliwości dla opracowania leków w przyszłości" - zauważa. "Ten specyficzny dla organizmu proces reakcji można by wykorzystać, gdyż celem stanie się wyłącznie patogen, a nie żadna inna bakteria żyjąca w lub na organizmie człowieka, z których wiele ma istotne znaczenie dla naszego dobrego samopoczucia."

Wkład w badania wniósł Instytut Farmakologii Molekularnej im. Leibniza w Berlinie, Niemcy.

Więcej informacji:

Europejskie Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL):

PNAS: