Исследователи также показали, что тот же фермент позволяет Staphylococcus aureus использовать жирные кислоты, полученные от инфицированного человека, для создания мембраны, необходимой бактериям для роста и процветания. Результаты обеспечивают многообещающую направленность усилий по разработке столь необходимого нового класса антибиотиков для борьбы со стафилококком и другими грамположительными инфекциями.
Золотистый стафилококк является наиболее частой причиной инфекций стафилококка, включая метициллин-устойчивый золотистый стафилококк (MRSA), лекарственно-устойчивую инфекцию, которая является растущей проблемой в больницах.«Золотистый стафилококк представляет собой явную и реальную опасность для пациентов во всем мире», — сказал автор-корреспондент Чарльз Рок, доктор философии, член отделения инфекционных болезней Сент-Джуда. «Мы решили ответить на давний вопрос о биохимии бактериальных мембран и обнаружили главный регулятор факторов вирулентности, которые делают стафилококковые инфекции настолько разрушительными и опасными.
Путь, который мы идентифицировали, предлагает новую захватывающую цель для разработки антибиотиков».Факторы вирулентности включают в себя десятки белков, которые производят и выделяют бактерии. Эти факторы вызывают множество симптомов и проблем, связанных с инфекцией, включая разрушение клеток и тканей и уклонение от иммунной системы.Фермент, открытый Роком и его коллегами, представляет собой киназу жирных кислот (FAK).
Исследователи показали, что FAK образован белками FakA и FakB1 или FakB2. Ученые продемонстрировали, как FakA и FakB работают вместе, чтобы заменить жирные кислоты в бактериальной мембране жирными кислотами инфицированного человека.
Жирные кислоты — ключевой компонент фосфолипидов, составляющих значительную часть бактериальной мембраны. Бактерии производят собственные жирные кислоты, но некоторые из них, включая Staphylococcus aureus, также могут заимствовать у своего хозяина, что снижает потребность бактерий вырабатывать собственные жирные кислоты.
Однако до сих пор фермент, используемый для включения жирных кислот хозяина, был неизвестен.Исследователи показали, что разные гены несут инструкции по созданию белков FAK.
Утрата генов нарушила способность бактерий встраивать жирные кислоты хозяина в бактериальную мембрану. «Большим сюрпризом стало то, что потеря этих генов также повлияла на выработку факторов вирулентности», — сказал Рок. «Мутант Staphylococcus aureus не делает белки ответственными за многие симптомы, вызванные этими инфекциями».Более раннее исследование Рока намекало на связь между синтезом жирных кислот и производством факторов вирулентности, но это исследование является первым, чтобы установить биохимическую связь и определить задействованный механизм. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что FAK участвует в регуляции транскрипции продукции фактора вирулентности, включая гены, несущие инструкции для создания белков. «Фактически, основная роль FAK в бактериях может заключаться в регуляторе транскрипции», — сказал Рок.Исследователи также подробно рассказали, как FAK выполняет свои обязанности, связанные с мембранными фосфолипидами.
FakA включает в себя киназный домен, который позволяет белку функционировать как фермент. FakB1 связывает насыщенные жирные кислоты, тогда как FakB2 предпочитает ненасыщенные жирные кислоты.
Когда FakA взаимодействует с FakB1 или FakB2, фосфат переносится на жирную кислоту FakB, образуя ацилфосфат, химический промежуточный продукт, не обнаруживаемый у людей. Ацилфосфат используется как заменитель жирных кислот, обычно вырабатываемых бактериями.
