В настоящее время проводятся исследования механизмов, используемых микробами для защиты от токсичных для них веществ. Один из способов – это активно вывести токсичные вещества из клетки, прежде чем они смогут нанести какой-либо ущерб. Для этого микробы используют специальные мембранные транспортные белки. В частности, у эукариотических микробов, таких как грибы, у которых есть клеточное ядро - в отличие от бактерий, у которых его нет – эти мембранные белки являются частью семейства переносчиков ABC («АТФ-связывающая кассета»).
Они экспортируют токсичные вещества, расщепляя клеточный переносчик энергии АТФ.
В текущей публикации в Nature Communications группа исследователей из Германии и Великобритании, возглавляемая проф.
Доктор. Лутц Шмитт из Института биохимии HHU представил трехмерную структуру дрожжевого транспортера ABC Pdr5 в нескольких функциональных состояниях. Они определили эти структуры с помощью одночастичной криоэлектронной микроскопии, которая позволяет исследовать конкретные биологические молекулы в их естественной форме с очень высоким разрешением путем мгновенного замораживания их до низких температур.
Исследовательская группа не только показала, что Pdr5 является центральным транспортным белком в создании устойчивости, обеспечиваемой мембранным белком, но и использовала решенные структуры для локализации сайта связывания лекарственного средства и определения транспортного цикла.
Более 30 лет Pdr5 составлял модель белков PDR в патогенных грибах, таких как Candida albicans, вызывающих кандидоз. Новые результаты помогают объяснить, что именно на молекулярном уровне позволяет одному белку мембраны предотвращать проникновение в клетку структурно разнородных молекул или их эффективный перенос из клетки. Результаты теперь могут быть использованы в качестве основы для целенаправленной разработки новых лекарств для противодействия резистентности.
В течение почти 20 лет рабочая группа профессора Шмитта проводила исследования, чтобы объяснить, как работает транспортный белок.
Исследователям удалось понять структуру, работая вместе с проф. Доктор. Группа Бена Луизи на кафедре биохимии Кембриджского университета.
В HHU в исследовании также участвовала рабочая группа проф. Доктор. Хольгер Гольке из Института фармацевтической и медицинской химии и Центра структурных исследований (под руководством д-ра.
Сандер Смитс).