Los bioquímicos saben desde hace tiempo que los procesos celulares cruciales dependen de un sistema de limpieza altamente regulado conocido como proteólisis, donde las proteínas especializadas llamadas proteasas degradan las proteínas dañadas o que ya no son necesarias. Estas proteasas deben destruir sus objetivos específicos sin dañar otras proteínas, pero cómoesta destrucción ordenada funciona es desconocida en muchos casos.
Ahora los investigadores del grupo de Peter Chien en el departamento de bioquímica y biología molecular de la Universidad de Massachusetts Amherst informan que encuentran cómo una proteasa bacteriana esencial controla el crecimiento y la división celular. Los detalles aparecen en la edición actual de CELDA .
El autor principal Kamal Joshi, un candidato doctoral en el laboratorio de Chien, realizó experimentos en la bacteria modelo Caulobacter crescentus. En esta especie, la capacidad de crecer y replicar el ADN está regulada por ClpXP, una proteasa altamente conservada que en muchas bacterias les permitepara hacer frente a entornos estresantes como el cuerpo humano. Comprender cómo se controla ClpXP podría abrir un camino a los antibióticos que inhiben las bacterias dañinas de nuevas maneras.
Chien explica que uno de los misterios de larga data en el campo es cómo la proteólisis controla el crecimiento de Caulobacter. "Lo extraño es que ClpXP siempre está presente durante las diferentes etapas de crecimiento, pero solo destruye sus proteínas objetivo en un momento específico", dijo.dice. Esto llevó a su grupo a pensar: "Debe haber un factor faltante que no pudimos ver, porque algo tiene que aparecer en la escena para lograr esto. Hubo alguna evidencia genética que apunta a ciertas proteínas adicionales, pero no lo hicimos".no sé cómo funcionaron "
Su laboratorio adoptó un enfoque bioquímico del problema, purificando todas las proteínas disponibles y diseñando experimentos para consultar cómo interactuaban y qué funciones se vieron afectadas en su presencia o ausencia. De esta manera, "Kamal descubrió que la proteasa ClpXP no podía por sí soladestruir las proteínas objetivo ", dice Chien. En cambio," descubrió que las proteínas reguladoras adicionales que habíamos detectado controlaban diferentes partes del proceso ".
Además, Joshi descubrió que estos adaptadores reguladores recientemente identificados funcionaban de forma jerárquica paso a paso. El primer adaptador era directamente responsable de degradar un puñado de proteínas, pero también podía reclutar un adaptador adicional que suministraría un conjunto diferente de proteínasy unir aún más adaptadores. Trabajando con el laboratorio Viollier de la Universidad de Ginebra, Suiza, los investigadores encontraron decenas de objetivos de proteasa adicionales que fueron destruidos de esta manera jerárquica.
Los investigadores creen que este nuevo conocimiento fundamental puede ofrecer un objetivo completamente nuevo para el desarrollo de nuevos antibióticos con un alto potencial para evitar desencadenar la resistencia a los medicamentos. Esto se debe a que podrían idearse nuevos compuestos que no se centrarían simplemente en todo el crecimiento bacteriano, sino solo en unvía, como la virulencia.
Tal técnica basada en proteasas sería muy específica y menos probable que genere la presión selectiva global que lleva a las bacterias a desarrollar resistencia. Chien señala: "En este enfoque, no obliga a las bacterias benignas a desarrollar resistencia porqueel crecimiento no está amenazado. La esperanza es apuntar solo a los organismos patógenos que están tratando de superar el ambiente estresante dentro del cuerpo humano ".
En la actualidad, los investigadores no saben si estos factores adaptadores son comunes entre todas las bacterias, pero tienen la intención de averiguarlo. "Cómo las proteasas destruyen selectivamente sus objetivos es un problema universal", dice Chien. "Creemos que estos mismos mecanismostambién se puede encontrar en otras bacterias, pero no lo sabremos hasta que comencemos a probarlas "
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Materiales proporcionado por Universidad de Massachusetts en Amherst . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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