Как объясняет Чиен (произносится Чен), для осуществления фундаментальных жизненных процессов, таких как рост и деление, клетки должны управлять производством и распадом сотен белковых субстратов во времени и месте. Даже в простых бактериях расщепление белка имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы эти организмы могли расти и правильно реагировать на окружающую среду.Ученым известно, что группа белковых машин, называемых энергозависимыми протеазами, ответственна за большую часть этой деградации, но какие цели эти машины распознают и как они это делают, во многих случаях было неизвестно.По его словам, с новой серией экспериментов с модельными бактериями Caulobacter crescentus в лаборатории биохимии и молекулярной биологии Чиен стало понятно гораздо больше. «Сначала мы создали мутант протеазы, который мог распознавать, но не разрушать свои мишени, действуя как« ловушка »для субстратов протеазы.
После очистки этой ловушки от живых клеток мы использовали масс-спектрометрию для идентификации пойманных белков, обнаружив более сотни новых кандидаты в субстраты. Эти мишени охватывают все аспекты роста бактерий, включая репликацию ДНК, транскрипцию и изменения цитоскелета ».Затем они подробно остановились на одной из этих новых мишеней — белке под названием TacA.
Caulobacter растут, создавая два разных типа клеток каждый раз, когда они делятся. TacA отвечает за правильное формирование одного из этих типов клеток.«Мы использовали биохимию и высокоочищенные белки, чтобы определить, какие части TacA важны для разложения протеазой ClpXP», — говорит Чиен. «Затем мы создали мутанты TacA, которые нельзя было расщепить, и обнаружили, что, когда мы экспрессировали их в бактериях, эти клетки не смогли должным образом развиться в нужные типы клеток. Поскольку изменения в развитии необходимы для того, чтобы патогенные бактерии вторглись в их хозяина, эти идеи могут потенциально определить новые мишени для антибиотиков ".
Работа финансировалась грантом Национального института общих медицинских наук при Национальном институте здравоохранения и UMass Amherst.