Naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie wnieśli istotny wkład w międzynarodowe badania dotyczące mechanizmu działania białka SbmA – kluczowego transportera błonowego występującego u bakterii. Wyniki prac opublikowano w prestiżowym czasopiśmie „Nature Communications”.
Białko SbmA umożliwia bakteriom, takim jak Escherichia coli, transport peptydów przeciwdrobnoustrojowych do wnętrza komórki, pokonując barierę błony komórkowej. Jak wyjaśniają badacze, działa ono niczym „dwustronne drzwi” – otwiera się od strony zewnętrznej, aby wychwycić cząsteczkę, a następnie od strony wewnętrznej, umożliwiając jej przeniknięcie do środka komórki.
Poznanie tego mechanizmu ma duże znaczenie dla rozwoju nowych metod leczenia. Wykorzystanie naturalnych sposobów transportu do wnętrza bakterii może pomóc w opracowywaniu skuteczniejszych leków przeciwbakteryjnych, w tym terapii opartych na peptydach.
Dotychczasowe badania pozwoliły poznać strukturę SbmA w stanie otwartym od strony zewnętrznej. Najnowsze wyniki, opisane w publikacji pt. „Shared structural mechanisms of alternating access between the secondary peptide transporter SbmA and ABC transporters”, przedstawiają jednak nowe formy białka, w tym takie, w których otwarte są tzw. „wewnętrzne drzwi”. Dzięki temu możliwe stało się lepsze zrozumienie, w jaki sposób transporter zmienia swoją strukturę i umożliwia przemieszczanie cząsteczek przez błonę.
Zrozumienie działania SbmA może przyczynić się nie tylko do opracowania nowych terapii przeciwdrobnoustrojowych, ale również do stworzenia systemów umożliwiających dostarczanie substancji terapeutycznych bezpośrednio do komórek bakterii.
Jak podkreśla prof. Jonathan Heddle z Durham University, lepsze poznanie struktury i funkcjonowania tego białka może pomóc w opracowywaniu strategii zwalczania oporności bakterii na antybiotyki. Wyniki badań otwierają także nowe możliwości w dziedzinie biotechnologii i biologii syntetycznej.
W badaniach uczestniczyli m.in. Piotr Stępień oraz Dmitry Ghilarov z zespołu badawczego działającego w Małopolskim Centrum Biotechnologii UJ. Naukowcy opracowali metodę pozwalającą uchwycić strukturę SbmA w nowej konformacji, wykorzystując mikroskopię krioelektronową.
Projekt został zrealizowany we współpracy z licznymi ośrodkami naukowymi z Europy, w tym m.in. z Imperial College London, University of Groningen, University of Oxford, University of Manchester oraz innymi renomowanymi instytucjami badawczymi.
Badania te stanowią istotny krok w kierunku lepszego zrozumienia funkcjonowania bakterii oraz opracowywania nowoczesnych metod leczenia chorób zakaźnych.
