Durante mucho tiempo, se consideró que las bacterias eran estructuras primitivas, y no fue hasta que se utilizaron las técnicas de imagen más modernas que se descubrió su fina estructura interna. El biofísico de Berlín Adam Lange ahora ha logrado acercarse de cerca: Con la ayuda de una nueva técnica de dilucidación estructural, pudo mostrar el componente básico de un esqueleto bacteriano hasta los detalles atómicos. La bactofilina investigada por su equipo solo se produce en bacterias y, por lo tanto, puede convertirse en un punto de partida para nuevos antibióticos..
La bactofilina, descubierta hace solo cinco años, se encuentra entre otras cosas en la bacteria Helicobacter pylori que es responsable de la mayoría de las úlceras gástricas. Mientras se pensaba que las bacterias no tienen un citoesqueleto estabilizador, hoy sabemos que estos microorganismos están llenos de arquitecturas complejas, similares a las más grandes y en términos evolutivoscélulas más modernas de plantas y animales. Bactofilin da Helicobacter pylori su forma típica en forma de tornillo, gracias a la cual la bacteria puede perforar la capa mucosa protectora de la pared interna del estómago. Las moléculas de bactofilina individuales se polimerizan espontáneamente en el interior de la bacteria para formar las fibras más finas y de mayor ordenestructuras. Un motivo estructural inusual juega un papel aquí, como ya lo descubrió el equipo de Adam Lange en el Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie FMP en el trabajo de investigación publicado a principios de este año. El doblez de hélice beta propuesto nuncaantes encontrado en un citoesqueleto. Las moléculas de bactofilina son similares en forma a fideos espirales con seis giros, y en el proceso de polimerización se acumulan en fibras largas y extremadamente delgadas.
La investigación de tales proteínas de fibra es un desafío para los biólogos estructurales, ya que no pueden disolverse en líquido ni cristalizarse, como es necesario para los métodos utilizados comúnmente. Los dos primeros autores del artículo, Chaowei Shi yPascal Fricke, por lo tanto, utilizó la RMN de estado sólido relativamente moderna, aplicando una nueva forma de esta técnica desarrollada en el FMP que permite una resolución particularmente alta. La RMN es la abreviatura de "resonancia magnética nuclear". Se basa en la propiedad dealgunos núcleos atómicos en un fuerte campo magnético externo se convierten en pequeños imanes. Sobre la base de su resonancia característica con ondas de radio, se pueden utilizar métodos de cálculo complicados para determinar la posición de los átomos dentro de las moléculas. Lo especial de los sólidosEl estado de RMN es que la muestra gira muy rápidamente en el campo magnético para simular los movimientos de las moléculas disueltas.
Dado que ahora se conoce la forma exacta de los bloques de construcción de bactofilina y sus propiedades químicas, es posible buscar moléculas pequeñas que interfieran con la polimerización de las fibras. De esta manera, podría ser posible desarrollar sustancias activas que puedanespecíficamente matar ciertas bacterias. Las fibras de bactofilina no solo pasan a través del interior de Helicobacter - en lo inofensivo Caulobacter crescentus las fibras incluso forman esteras estrechamente entrelazadas. Estas esteras son la base de un largo tallo con el que las bacterias pueden adherirse a las superficies o absorber nutrientes.
"Todos los procesos en los organismos vivos son en última instancia impulsados por proteínas, y tenemos que conocer sus estructuras para entender cómo funcionan", dice Adam Lange. El biofísico es uno de los principales expertos mundiales en el campo del estado sólidoRMN, pero en el futuro quiere seguir adelante con la combinación de diferentes técnicas. "También se han logrado avances impresionantes en el campo de la microscopía crioelectrónica en los últimos años, y queremos establecer cooperaciones aquí", dice.Lange: "Si uno quiere comprender las estructuras de proteínas en todas sus dimensiones y detalles, los expertos no deben trabajar por sí mismos de forma aislada, sino que debemos integrar las poderosas técnicas modernas en proyectos conjuntos".
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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