Los investigadores de la Universidad de Leicester han arrojado una nueva luz sobre cómo las bacterias perciben los nutrientes en su entorno, un hallazgo que podría proporcionar un conocimiento importante en el desarrollo de medicamentos y antibióticos para combatir una variedad de enfermedades, incluida la tuberculosis.
El equipo de investigación, dirigido por la Dra. Helen O'Hare del Departamento de Infección, Inmunidad e Inflamación de la Universidad de Leicester, ha identificado funciones de una proteína específica Kinase G que permite grupos de bacterias como Mycobacterium tuberculosis para detectar aminoácidos en su entorno, permitiendo que las bacterias regulen su metabolismo en respuesta a los nutrientes disponibles.
Esta proteína se encuentra en un grupo grande e importante de bacterias que incluye el agente causante de la tuberculosis en los humanos, así como bacterias importantes para la producción de alimentos y antibióticos. La investigación identificó los tipos de nutrientes que pueden detectarse aspartato y glutamato así como la proteína del sensor que reconoce los nutrientes.
Esta comprensión de cómo las bacterias detectan y responden a los aminoácidos en su entorno local proporciona información útil a los científicos en términos de comprender cómo funcionan las bacterias y cómo los medicamentos podrían dirigirse a proteínas específicas.
"Las proteínas serina treonina quinasas se encuentran en todos los organismos, desde los humanos hasta las bacterias, pero son menos conocidas en las bacterias", dice el Dr. O'Hare. "Los hallazgos representan una de las primeras instancias en bacterias donde ha sido posiblepara identificar los estímulos que desencadenan la señalización.
"Un patógeno bacteriano puede 'probar' los mismos aminoácidos que los humanos. El sensor tiene una estructura similar a los receptores de glutamato humanos, pero la forma en que la información se transmite a la célula bacteriana es diferente e involucra un conjunto diferente de proteínas, a diferencia desistemas de señalización que han sido estudiados previamente.
"La investigación brinda comprensión acerca de cómo un patógeno puede detectar los nutrientes en sus nichos en el cuerpo humano, pero también una amplia comprensión de cómo las bacterias no patógenas perciben su entorno"
El equipo pudo determinar qué proteínas ayudaron a las bacterias a detectar nutrientes al eliminar genes específicos para señalizar proteínas de un genoma bacteriano. Con los genes eliminados, descubrieron que esto perturbaba la capacidad de las bacterias para detectar nutrientes, confirmando la función delos genes
Utilizando la cristalografía de rayos X en la fuente de luz de diamante en Harwell, pudieron determinar la estructura de la proteína del sensor y predecir qué otras bacterias pueden detectar los aminoácidos de la misma manera.
"Nuestros hallazgos tienen una importancia más amplia para otros patógenos actinobacterianos, como las micobacterias no tuberculosas, así como las actinobacterias utilizadas para producir miles de millones de dólares en aminoácidos y antibióticos cada año", agregó el Dr. O'Hare.
El Departamento de Biotecnología, el Ministerio de Ciencia y Tecnología, el Gobierno de India, la Comisión de Becas del Commonwealth y el Consejo de Investigación Médica proporcionaron apoyo financiero para la investigación.
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Materiales proporcionado por Universidad de Leicester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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