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    Antibiotici da un temperamatite molecolare

    In questa rappresentazione di un "temperamatite molecolare, " i pentagoni sono sostanze chimiche che rendono tossica una "testata" una volta "affilata" da Tld - proteine ​​batteriche. Le proteine ​​​​sono inattive fino a quando non viene rimosso un "leader" - il legno di matita che circonda la grafite in questa rappresentazione. i trucioli di legno all'interno dell'affilatoio sono i resti del leader che vengono sminuzzati dalle proteine, rilasciando un potente antibiotico che uccide i batteri di E. coli. Credito:Dmitry Ghilarov/Skolkovo Institute of Science and Technology e David Lawson/John Innes Center

    Immagina un nuovo di zecca, matita non affilata. La grafite al suo interno non può essere usata per scrivere finché un temperamatite non ne mastica la punta di legno.

    Ora immagina la microcina B17, un antibiotico che uccide i batteri E. coli. Prima di essere attivato, giace incastonato in una struttura chiamata profarmaco, come il nucleo di una "matita molecolare" non affilata.

    Ora, per la prima volta, scienziati della Rutgers University-New Brunswick e altre istituzioni hanno scoperto un "temperamatite molecolare" che mastica il suo rivestimento esterno per rilasciare il potente antibiotico. La loro scoperta apre le porte alla ricerca di nuovi agenti antibatterici e farmaci per combattere le tossine.

    "Pensiamo che questo possa essere un aggeggio che i batteri usano per attivare processi che sono dormienti fino al momento giusto, quando il temperamatite si accende e rilascia antibiotici, " disse Konstantin Severinov, autore senior di un nuovo studio e ricercatore principale presso il Waksman Institute of Microbiology della Rutgers University-New Brunswick.

    Gli scienziati, la cui scoperta è stata pubblicata sulla rivista Struttura , hanno studiato le proteine ​​batteriche TldD e TldE coinvolte nella produzione della microcina B17.

    Molte cellule batteriche producono composti inattivi chiamati profarmaci, precursori che si trasformano in farmaci nel corpo, disse Severinov.

    "È come una droga del futuro e quando se ne presenta la necessità e quando il gioco si fa duro, il farmaco si attiva ed è come una testata tossica che viene esportata fuori dalla cellula e uccide i suoi vicini dannosi, " Egli ha detto.

    Il profarmaco esaminato dagli scienziati è come un bastoncino con due parti, Egli ha detto. La parte centrale è la testata tossica. Un "leader" è dall'altra parte e impedisce alla testata di funzionare fino al momento giusto.

    "TldD, la proteina che abbiamo studiato, ha un buco proprio come in un vecchio temperamatite, dove viene somministrato il profarmaco, " disse Severinov. "Il temperino aggiunge l'ultimo tocco finale, masticare il capo, attivando la testata tossica e cacciandola fuori dalla cella. Quindi è quasi come avere la capacità di produrre composti tossici, compresi gli antibiotici, a la carte quando ne hai bisogno."

    I geni Tld sono comuni nei batteri, suggerendo che svolgono una funzione importante nella fisiologia batterica, lo studio dice. Ciò potrebbe includere un ruolo nel controllo della qualità delle proteine ​​e l'attivazione di diversi prodotti naturali tra cui antibiotici, come la microcina B17.

    "Ogni genoma batterico sequenziato fino ad oggi ha geni Tld, " Disse Severinov. "Nessuno sapeva cosa fanno, e ora sappiamo cosa fanno in un caso, e pensiamo che funzioni simili attivino la produzione di composti bioattivi usati da altri batteri come antibiotici o tossine".

    Alcune tossine potrebbero essere utilizzate in modo benefico, ha notato. Per esempio, le persone usano tossine batteriche per uccidere gli insetti da decenni. E quando i batteri producono tossine che danneggiano gli esseri umani, potrebbero essere sviluppati farmaci che inibiscono il Tld e combattono tali batteri.

    Gli scienziati ipotizzano che le loro scoperte potrebbero portare a future applicazioni nei campi dell'ingegneria delle proteine ​​e della biologia sintetica.


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