TonB protein, baktériumok és fertőzések
A Kansas Egyetem kutatói egy protein szerepét fedezték fel olyan baktériumokban, melyek például a tífuszt, meningitist vagy a dizentériát okozzák. A mostani eredmények új, a mostaninál jobb antibiotikumokhoz vezethetik el a gyógyszerfejlesztőket.
Phillip E. Klebba, a biokémiai és molekuláris biofizikai intézetének vezető professzora két munkatársával, valamint a University of Oklahoma és a Purdue University szakembereivel együtt érték el eredményeiket. „A TonB energiafüggő mozgása Gram-negatív baktériumok belső membránjában” című közleményük a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) című lapban került nyilvánosságra.
A kutatás fókuszában a vas központi biokémiai szerepe állt. Az állatok és a baktériumok is vasat igényelnek biológiai folyamataikhoz, például az energiatermeléshez és a DNS-szintézishez. A baktériumok vasrendszere ugyanakkor hozzájárul a fertőző betegségek kialakulásához is. „A vas az emberi szervezet egyik fegyvere a mikrobiológiai harcban – mondja Klebba. – A gazdaszervezet proteinjei a fém szekvesztrálása révén védik a sejteket és szöveteket, a fertőzést létrehozó baktériumok viszont képesek keresztüljutni ezen a barrieren és megszerzik a szükséges vasat. A patogén szervezetekben zajló vastranszport-folyamatokról azonban nem sokat tudunk.”
A TonB membránprotein alapvető szerepet játszik a Gram-negatív baktériumok vasfelvételében – ezek azok a baktériumok, melyek egyébként is rezisztensebbek az antibiotikumokkal szemben, mivel sejtfaluk csaknem teljesen áthatolhatatlan. A Gram-negatív baktériumok (pl. Escherichia coli, Salmonella typhi, Yersinia pestis, Vibrio cholera, Brucella abortus, Neisseria meningitidis) számos betegséget és klinikai kórállapotot okozhatnak, melyekhez a vastranszport azonos mechanizmus révén megy végbe, mely a TonB működésétől függ.
A TonB Gram-negatív baktériumokban betöltött biokémiai szerepe a több évtizedes kutatások ellenére továbbra is tudományos rejtély – hangsúlyozza Klebba. Ő és kollégái azt találták, hogy a sejten belül érvényesülő elektrokémiai erőhatások nyomán a TonB forgó mozgást vesz fel, mely energiát és fizikai erőbehatást jelent a sejtek vasfelvételéhez. „Ilyen szempontból a TonB elektromotorként működik, mely a celluláris energiaáramlás hatására állandó forgásban van – magyarázza a vizsgálat vezetője. – A TonB a természet legkisebb és legrégebbi elektromos berendezése.”
Klebba szerint a kifejlesztett antibiotikumok képesek lehetnek a TonB működésének gátlására, melynek révén megakadályozzák a Gram-negatív sejtek vasfelvételét, így védik az embereket és állatokat bizonyos patogén baktériumtörzsek okozta infekciókkal szemben.
