Медицинская газета (Москва) , N001
10.1.2003 СЕКРЕТЫ ЛЕКАРСТВЕННОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ.
На обложке одного из последних номеров журнала "Nature" изображен рентгеноструктурный анализ кристаллической структуры бактериального белка мультилекарственной резистентности (Мо) бактерии E.coli. Редакцию понять можно: устойчивость к антибиотикам патогенных микроорганизмов является головной болью как врачей, так и фармацевтов. Сюда же можно добавить проблемы онкологов, которым чуть не каждый день приходится сталкиваться с устойчивостью раковых клеток к химиотерапевтическим агентам...
Белок, структура которого определена с разрешением 3, 5 ангстрема (А), состоит из трех частей. Наружную мембрану бактерии "пронизывает" фрагмент Тоl С, его нижняя часть покоится в периплазме (между двумя мембранами микробной клетки). Эта часть имеет "выросты" - выступы, к которым присоединяются альфа-спирали другого белка, необходимого для мембранного контакта двух кишечных палочек. При этом образуется плазматический "мостик", с его помощью и происходит обмен фрагментами ДНК между микробами (при этом контакте может передаваться и резистентность).
"
Колокол" из спиралей Асг А опирается на гигантский комплекс Acr В, образованный тремя "протомерами". 0ни создают гомотример белка в виде "медузы" с порой внутри. Верхняя часть имеет форму воронки, в которую "вставлена" нижняя часть Тоl С. Внутренняя мембрана Е. coli пронизана 12 альфа-спиралями, три из них формируют внутреннюю пору Acr В. Через эту пору и канал в Тоl С происходит выведение разных токсичных для микробной клетки веществ. Овладение секретами белковой поры сулит прогресс в преодолении различных устойчивостей.
В частности, журнал "Proceedings of the National Academy of Sciences USA" опубликовал структуру Тоl С, пронизывающего гигантское для одной молекулы расстояние в 100 А между мембранами кишечной палочки.Альфа-спирали белка располагаются в периплазме под прямым углом, формируя канал высотой 100 А с внутренним сечением 10 А. В наружной мембране белок представлен плоскими бета-структурами, также пересекающимися друг с другом под прямым углом. Две неструктурированные петли располагаются во внеклеточном пространстве. Они представляют собой рецепторную часть канала, улавливающую вещества, регулирующие работу молекулярной поры.
Канал-пора в норме может быть открыт на 10 А. Изменение контактов разных альфа-спиралей дает возможность уменьшить их поворот, что ведет к увеличению просвета и тем самым регулирует проницаемость. Под действием разных веществ происходит обратимое нарушение межспиральных контактов, и тем самым контролируются экспорт белков и выведение антибиотиков. Так клетка обеспечивает самооборону и борется с другими бактериями и грибами, продуцентами антибиотиков.
Белок характерен для грамотрицательных микроорганизмов, среди которых много патогенных (даже E.coli может иметь патогенный для человека генетический компонент). Именно поэтому так важно знать механизм работы протеина резистентности. Ученые вызвали в гене То1 С мутации, которые привели к определенным - "подсказанным" компьютером - заменам аминокислот в альфа-спиралях, что позволило "открыть" пору не на 10 А, а на целых 15 А. Не исключено, что со временем эти аминокислоты станут мишенями для действия лекарств, что позволит наконец успешно бороться с резистентностью микроорганизмов и раковых клеток, а вполне возможно и другими болезнями, например болезнями периферической нервной системы. В каналах, обеспечивающих периферическую тактильную чувствительность, контроль "заворота" альфа-спиралей приводит к большей или меньшей ионной проницаемости. А ионный ток сквозь мембрану генерирует потенциал действия нейронов - это классика, за которую еще в 60-е годы присудили Нобелевскую премию.
Игорь ЛАЛАЯНЦ, кандидат биологических наук. По материалам "Science".
.Автор --
аберрантную динамику нейронной активности по сравнению с применением фармакологических препаратов, которые воздействуют на мозг в целом", - рассказал проф. Бойден. По словам исследователя, лучи лазера активируют генетически модифицированныеклетки мозга, снижая напряжение нейронов, что предотвращает их агрессивные всплески: "В своем исследовании мы показали, что модифицированные нейроны могут быть эффективно и безопасно выключены оптическим методом. Когда мы останавливали лазерное воздействие, нейроны возвращались в состояние нормальной активности". Сейчас ученые пытаются разработать систему реагирования нервныхклеток, способную вступать в действие при чрезмерном возбуждении клеток мозга, как это происходит в случае эпилепсии. "Одна из задач, которые мы пытаемся решить, состоит в выявлении возможности зафиксировать определенное