Resolução atômica vista de um Receptor revela como Bactéria Estômago Evita ácido

Cientistas da Universidade de Oregon descobriram como a bactéria Helicobacter pylori navega pelo ácido estomacal, abrindo novas possibilidades para inativar sua capacidade causadores de doenças sem o uso de estratégias atuais que muitas vezes falham ou são interrompidas por causa dos efeitos colaterais .

Atómica-resolução vista de um receptor revela como bactéria estômago evita ácido

O relatório - em linha antes da publicação regular 03 de julho na revista Estrutura - revela a estrutura de cristal de H. pylori de TlpB receptor de ácido. O receptor tem um saliência externa, identificado como um domínio PAS, ligado por uma molécula pequena chamada ureia e está pronta para sentir o ambiente externo. TlpB é o primeiro quimiorreceptora bacteriana de função conhecida mostrado por cristalografia para conter um domínio extracelular PAS, segundo os pesquisadores.

"É uma bela estrutura, e este domínio nunca foi visto antes nesta classe de proteínas", disse o co-autor James S. Remington, professor de física e membro do Instituto de Biologia Molecular UO. Capturado na resolução atómica de 1,38 angstroms, é a primeira nova, vista estrutural significativa em 20 anos de a classe de receptores utilizados por bactérias para navegar seu ambiente químico.

H. pylori , uma bactéria Gram-negativa, foi identificado pela primeira vez em 1982 e mostrado a ser associado com úlceras do estômago e do cancro do estômago. Embora seu modo de transmissão não é precisamente entendida, a bactéria é encontrada no estômago de metade das pessoas no mundo, disse o co-autor Karen Guillemin, professor de biologia e também membro do Instituto de Biologia Molecular. Para combater H. pylori infecções, os pacientes em geral, são tratados com antibióticos de largo espectro, mas a bactéria é tornar-se resistente e tratamento falha em cerca de 30 por cento dos casos.

Como parte do estudo UO novo - liderada pelo investigador postdoctoral Emily G. Sweeney e doutorando Nathan J. Henderson, agora um pesquisador pós-doutorado na Arizona State University - pesquisadores manipularam a estrutura atômica das proteínas de perturbar a sua capacidade de se ligar uréia , e demonstraram que a ureia é a chave para a bactéria como os sentidos e evita ácido.

Quando o receptor é incapaz de se ligar uréia, Guillemin disse, a bactéria se tornou confuso e não foram capazes de navegar para fora da elevada acidez. "Nós descobrimos que essa ligação uréia é absolutamente crucial para esta proteína para agir como um sensor de ácido", disse ela.

"Nós agora temos significativas novos insights sobre como ácido detecção obras no nível atômico que é importante paraH. pylori de vida no estômago ", disse Guillemin. "As implicações para a saúde são o seguinte: se interromper a ligação de uréia, podemos confundir as bactérias e potencialmente bloquear sua capacidade de atingir o estômago, onde podem causar danos."

A nova pesquisa, até agora só apresenta "instantâneos ao longo do caminho" da H. pylori está sinalizando processo, disse Remington. Mais estudos são necessários para compreender os mecanismos envolvidos, mas a nova estrutura agora permite aos pesquisadores ver os cerca de 3.000 átomos individuais - e onde eles estão localizados - no domínio da proteína recém-descoberta uréia vinculativo.

"Esta equipe interdisciplinar de pesquisadores trabalharam em conjunto para abordar um problema e proporcionar novos conhecimentos fundamentais sobre a estrutura básica desta bactéria", disse Kimberly Andrews Espy, vice-presidente de pesquisa e inovação no UO. "Como resultado, somos capazes de compreender a descoberta no contexto da doença e como pode beneficiar a saúde humana."

Cinco outros co-autores estavam no papel com Guillemin, Remington, Sweeney e Henderson. Eles foram: Goers John, professor de bioquímica na California Polytechnic State University; Chris Wreden, assistente de pesquisa no Instituto de Biologia Molecular UO (IMB), Kevin G. Hicks, um estudante de graduação na IMB UO que agora é um estudante de doutorado em microbiologia da Universidade de Washington, em Seattle; UO estudante Jeneva K. Foster do IMB UO, e UO Parthasarathy Raghuveer físico do IMB UO e Ciência dos Materiais do Instituto.

Os Institutos Nacionais de Saúde apoiou a investigação através de subsídios à Guillemin (DK075667-04) e Sweeney (AI091098-02). Remington foi apoiada pela National Science Foundation (concessão MCB-1021374).