Los científicos han capturado la primera "instantánea" de dos proteínas involucradas en la entrega de un regulador maestro de respuesta al estrés bacteriano a la maquinaria de reciclaje de la célula.
El equipo liderado por la Universidad de Brown descubrió que RssB, una proteína que reconoce específicamente el regulador maestro y lo entrega a la maquinaria de reciclaje de manera similar a un camión de reciclaje, forma una estructura compacta con un factor que inhibe la actividad de RssB. El factor de inhibición, llamado IraD, es provocado por el daño en el ADN, uno de los muchos factores de estrés que el regulador maestro ayuda a las bacterias a sobrevivir activando genes importantes.
El regulador maestro de respuesta al estrés es crítico para muchas bacterias, incluidas las que causan enfermedades humanas como E. coli y Salmonella - para sobrevivir a la privación de nutrientes y otras situaciones estresantes como las que se encuentran durante el proceso de infectar a un nuevo huésped. También es importante para el desarrollo y crecimiento de biopelículas, que a menudo son resistentes a los antibióticos y crecen en dispositivos médicos comocatéteres y válvulas cardíacas artificiales.
"Antes de este estudio, la gente realmente no entendía cómo actúa IraD para inhibir la RssB", dijo Alexandra Deaconescu, profesora asistente de biología molecular, biología celular y bioquímica en Brown y autora correspondiente del estudio ".determine la estructura de IraD unida a RssB y descubra cómo funciona. Comprender cómo las bacterias controlan la cantidad de regulador maestro de respuesta al estrés podría conducir al desarrollo de antimicrobianos o incluso agentes para detener la evolución de la resistencia a los antibióticos ".
Es importante que las bacterias que intentan establecer una infección o que crecen en un ambiente estresante puedan ajustar la cantidad del regulador maestro de respuesta al estrés que tienen, ya que el regulador controla un gran porcentaje de E. coli los genes, que pueden necesitar ser activados bajo condiciones específicas, dijo Deaconescu. Reciclar el regulador es un desperdicio de la energía química utilizada para producir el regulador, pero es un método de control más rápido que encender o apagar su producción, haciéndoloadecuado para adaptarse a entornos en constante cambio. De hecho, las bacterias controlan tanto la producción como el reciclaje del regulador maestro para adaptarse y prosperar.
La estructura de IraD se unió a RssB y los hallazgos se publicaron el jueves 11 de abril en la revista Genes y desarrollo .
El equipo de Deaconescu usó cristalografía de rayos X para determinar la estructura de IraD unida a RssB a una resolución de nivel atómico. El método consiste en cristalizar una proteína o complejo de proteínas y observar cómo los cristales dispersan los rayos X. El complejo RssB-IraD se ve algocomo un trébol donde RssB forma dos lóbulos que se ponen en contacto con IraD en un "abrazo". Deaconescu cree que es probable que IraD interactúe primero con un lóbulo o dominio de RssB y luego el otro dominio se cierre, ayudando a formar un complejo estable.
"Inicialmente pensamos que IraD podría unirse solo con un dominio, pero en su lugar se une a ambos dominios y los une en una conformación cerrada", dijo Deaconescu. "Esa fue la mayor sorpresa sobre la estructura".
Los colaboradores de Deaconescu en el Instituto Nacional del Cáncer estudiaron la interacción de RssB e IraD genéticamente y en pruebas de laboratorio. Mutaron selectivamente regiones clave involucradas en la interacción. Confirmaron que las regiones identificadas en la estructura eran importantes para la interacción de las dos proteínasen células bacterianas y por su actividad en pruebas de laboratorio con maquinaria de reciclaje celular.
En el futuro, Deaconescu planea estudiar los otros factores de inhibición que reconocen RssB. Ella piensa que otros factores de inhibición, que se desencadenan por diferentes señales de estrés, como el agotamiento de varios nutrientes, pueden unirse a RssB de diferentes maneras.se unen a diferentes partes de la proteína o incluso reconocen diferentes conformaciones, ya que RssB es una proteína muy flexible y dinámica, más como una mano multipropósito que un candado rígido con una sola tecla.
Deaconescu también está interesado en lo que sucede cuando se resuelve el estrés que desencadena el factor de inhibición y las bacterias necesitan volver a reciclar el regulador maestro.
Además de Deaconescu, otros autores incluyen a la ex asistente de investigación Victoria Dorich, los becarios posdoctorales Christiane Brugger y Margaret Suhanovsky, y la estudiante de licenciatura Amita Sastry de Brown, así como Arti Tripathi, Joel Hoskins, Song Tong, Sue Wickner y Susan Gottesman del NationalInstituto del Cáncer.
Los Institutos Nacionales de Salud R01 GM121975 y un Premio de Investigación Salomon de la Universidad de Brown respaldaron la investigación.
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Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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