Den molekylära maskin som bestämmer takten för bakteriens tillväxt är ett mystiskt protein som kallas SpoT – som kan ses som bakteriens pulserande ”hjärta”. SpoT upptäcktes för ett halvt sekel sedan, men har visat sig vara extremt svårt att studera. En av orsakerna är att det proteinet är väldigt svårt att rena. Proteinrening är avgörande för att kunna förstå dess egenskaper, funktion och struktur. Utan strukturell information har det varit omöjligt att utveckla antibiotikamolekyler som hämmar SpoT och gör att bakterier förlorar sina sjukdomsframkallande egenskaper.
Men nu har ett internationellt forskarteam från Lunds universitet samt Université libre de Bruxelles, löst SpoTs tredimensionella struktur och listat ut hur proteinet reglerar den bakteriella tillväxten. För att bromsa tillväxten antar SpoT en kompakt, svampliknande form och för att öka tillväxttakten öppnar SpoT upp sig.
– Genom denna nyvunna kunskap finns nu förutsättningarna att utveckla ny antibiotika som kan angripa bakteriens sjukdomsalstrande funktion direkt i dess ”hjärta”, säger Vasili Hauryliuk, lektor och forskargruppschef vid molekylär enzymologi vid Lunds universitet.
Gåtan med bakteriens ”hjärta” löst
Ett av de viktigaste besluten för en sjukdomsframkallande bakterie är att avgöra hur snabbt den ska växa. Om bakterien växer för snabbt, kommer det inte finnas tillräckligt med resurser för att bibehålla den cellulära fördubblingen. Men om bakterien växer för långsamt, utnyttjas inte energiresurserna effektivt. I så fall riskerar bakterien att inte hinna etablera en framgångsrik infektion, innan den utrotas av kroppens immunsystem.
Publikation
"Structure of SpoT reveals evolutionary tuning of catalysis via conformational constraint"
Tamman H, Ernits K, Roghanian M, Ainelo A, Julius C, Perrier A, Talavera A, Ainelo H, Dugauquier R, Zedek S, Thureau A, Pérez J, Lima-Mendez G, Hallez R, Atkinson GC, Hauryliuk V, Garcia-Pino A.
Nature Chemical Biology, 5 december 2022, doi: 10.1038/s41589-022-01198-x.
Vasili Hauryliuk, lektor och forskargruppschef vid molekylär enzymologi, Institutionen för experimentell medicinsk vetenskap.