Киназы как мишени для новых антибиотиков
Роль киназ в организмах
Ферменты, известные как киназы, играют ключевую роль в росте клеток, обмене веществ и передаче сигналов у множества организмов — от водорослей до гельминтов и млекопитающих.
Новый атлас бактериальных киназ
Команда исследователей из Университета Джорджии сосредоточилась на серин-треониновых киназах — регуляторах роста клеток и патогенности у множества видов бактерий. Они утверждают, что их сборник может стать руководством для исследований вирулентности бактерий и потенциально новаторских способов борьбы с бактериями путём ингибирования активности серин-треониновых киназ.
Эволюционная связь и регуляция клеточных процессов
Бактериальные серин-треониновые киназы регулируют разнообразные клеточные процессы, связанные с ростом клеток, вирулентностью и патогенностью, и эволюционно связаны с доступными для лекарственных препаратов эукариотическими серин-треониновыми киназами, — пишет исследователь доктор Брэди О’Бойл из Университета Джорджии, ведущий автор нового исследования, связанного с масштабным атласом.
О’Бойл и его команда обнаружили, что количество серин-треониновых киназ в геномах бактерий варьируется от 1 у Escherichia coli до более чем 60 у некоторых видов Actinobacteria.
Киназы в биологических системах
В биологических системах серин-треониновые киназы выполняют специфическую функцию: фосфорилируют серин и треонин, которые являются аминокислотами в белковой цепи. Фосфорилирование означает добавление фосфатной группы, обычно из аденозинтрифосфата (АТФ), к остаткам серина или треонина, тем самым регулируя функции белков.
Фосфорилирование с участием серин-треониновых киназ является распространённой формой биологической регуляции, встречающейся во всех формах жизни. Чтобы по-новому воздействовать на бактерии, О’Бойл и его коллеги предлагают воздействовать на доступные для лекарственных препаратов участки серин-треониновых киназ, что может подавить жизнедеятельность организмов и, возможно, избежать последствий резистентности к лекарствам.
Анализ и классификация бактериальных киназ
В журнале Science Signaling О’Бойл и его коллеги подробно сообщают, как они проанализировали сотни тысяч бактериальных серин-треониновых киназ и классифицировали их на киназы и псевдокиназы на основе общих сходств в их каталитических доменах.
Команда классифицировала более 300 000 последовательностей бактериальных серин-треониновых киназ из базы данных эталонных последовательностей Национального центра биотехнологической информации (RefSeq) нередуплицированных белковых баз данных.
Уже сейчас О’Бойл и его соавторы видят способ использовать сборник для борьбы с бактериями туберкулёза по-новому. Биохимические и пептидные скрининги показали, что ингибирование ферментативной активности серин-треониновых киназ может быть способом контроля Mycobacterium tuberculosis.
Выводы
Результаты открывают ранее не исследованные пути для изучения функций бактериальных серин-треониновых киназ в передаче сигналов клеток и для разработки селективных ингибиторов бактериальных серин-треониновых киназ. Атлас будет полезен исследователям, изучающим конкретные бактерии и ферментативные группы.
Исследователи классифицировали киназы на 35 канонических и семь псевдокиназных семейств на основе закономерностей эволюционных ограничений в консервативном каталитическом домене и фланкирующих регуляторных доменах, — отметил О’Бойл.
Через статистические сравнения мы определили особенности, отличающие бактериальные серин-треониновые киназы от эукариотических серин-треониновых киназ, включая остаток аргинина в регуляторной спирали (C-спираль), который динамически связывает АТФ- и субстрат-связывающие домены киназного домена, — добавил О’Бойл.
Хотя атлас классифицирует тысячи ферментов по различным семействам, он также предоставляет ресурс, который может быть использован для изучения эволюции киназ. Однако наибольший потенциал, по словам разработчиков, заключается в том, чтобы помочь решить проблему резистентности к лекарствам.
«Структура и регуляторные особенности, которые мы представили в этой статье, […] могут быть использованы для разработки широкоспектральных антимикробных препаратов, нацеленных на бактериальные серин-треониновые киназы», — заключили О’Бойл и его коллеги.
Другие новости по теме
- NASA заперло их на год, чтобы сымитировать жизнь на Марсе. Сегодня они рассказывают, чем занимались: в основном играли в PS4
- Новые открытия о гнездовании восточного козодоя и росте птенцов
- Распределение глубоководных медуз указывает на наличие океанического барьера
- Торфяные болота бассейна Конго имеют возраст более 40 тысяч лет — это вдвое больше предыдущих оценок
- Точное картографирование отслеживает распространение древесных растений на лугах Великих равнин
- Крошечные искусственные клетки поддерживают 24-часовые циклы как живые организмы
- Исследователи создают «виртуальных учёных» для решения сложных биологических задач
- Улов криля в Антарктиде достиг рекордного уровня после краха природоохранного соглашения
- Сколько времени наши предки проводили на деревьях?
- Уран тайно излучает тепло — новые данные показывают, что планета всё ещё «горит» изнутри
Другие новости на сайте
- BMW рассматривала двигатель V6 для M5 E39. Да, V6
- 🎮 Неоднозначный старт: новая игра по Властелину Колец вышла на Xbox! 🧙♂️
- Производитель секс-игрушек Lovense допустил утечку email-адресов пользователей и подверг аккаунты угрозе захвата
- Какие SUV предлагают больше внутреннего пространства без ущерба для стиля? Какие гибридные автомобили стоит купить в 2025 году?
- Сооснователь Naughty Dog Эндрю Гэвин высоко оценил работу Vicarious Visions над Crash Bandicoot N.Sane Trilogy, но раскритиковал один ключевой аспект — механику прыжков 🎮💥.
- Почему урожайность снижается при высоких температурах
- Обнаружен новый долгопериодический радиовсплеск
- Жёсткие и негативные модели мышления, связанные с усилением политической поляризации в интернете
- Honda N-One e: дебютировала в Японии с очарованием электромобиля и технологией питания дома, 2026 Kawasaki Versys 650 представлен в новых цветах
- Сервис доставки еды Calo привлек $39 млн в расширении раунда B, нацелившись на Великобританию