Nanomakinelerin Bakterilere Uyarlanması

Bakteri kamçısı. (A) Bir Salmonella hücresinin elektron mikrografisi. (B) Salmonella
kamçısının elektron mikrografisi. (C) Kamçının şematik diyagramı. Kamçı en az üç parçadan
oluşur: iki yönlü döner bir motor gibi bazal gövde, kardan mafsalı gibi kanca ve helezonik
bir vida gibi filament.
Osaka Üniversitesi araştırmacıları Salmonella’daki ihracat kapı cihazının montajını
halletmek için X-ışını kristalografisi ve elektron mikroskobu kullanmaktadırlar. Bu
nanomakinenin yeni detayları ile, bakterilerin ökaryotik hücrelere ne kadar enfekte olduğu
ve ilaç keşfi için sunulan yeni moleküler hedeflerin açıklığa kavuşması bekleniyor.
Biyolojide en eski nanomakinelerden birisi bakteri kamçısıdır. Bu aparat evrimsel temelde
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
bakterilere hareket kabiliyeti kazandırmaktadır. Kamçı, adından da anlaşılacağı üzere
enjektomiyle bazı bakterilerin bir konağa bulaştırmak için içeriğini verdiği başka bir bakteri
yapısı ile yüksek benzerlik göstermektedir. Osaka Üniversitesi’ndeki araştırmacılar
tarafından yapılan yeni bir araştırma, ihracat kapısı kompleksi olan kamçı ve enjektomideki
spesifik bir yapıyı dinamik olarak nasıl bir araya getirdiğini ve bakterilerin zararsız hale
gelmesi için bu bileşimin nasıl engellenebileceğini ortaya koyuyor. Çalışma, PLOS
Biyolojisinde görülebilir.
Frontier Biosciences Enstitüsünden Doç. Dr. Tohru Minamino, elektron mikroskobunu
kullanarak yıllardır ihraç kapısı kompleksini inceliyor. Bu komplekse olan ilgisi büyük
oranda yeni nanomakinelerin mühendislik alanıyla ilgilidir, fakat aynı araştırmanın tıbbi
çıkarımları da olabileceğini fark etmiştir. “Kamçılar ve enjeksiyonluk proteinler arasında
yapısal ve işlevsel olarak birçok benzerlik vardır. Bakteriyel enfeksiyonu engellemek için
güzel hedef çalışmaları yapabiliyorlar.” dedi.
Salmonella kamçısındaki ihracat kompleksi beş transmembran proteinden oluşur. Bunlar,
FliP proteini ile başlayarak, ihracat kapılarını oluşturmak için sırayla bir araya gelirler.
Salmonella enjeksiyon odasındaki ihracat kapılarının beş homolog proteinleri kullanarak
benzer şekilde bir araya geldiği düşünülüyor. Minamino’ ya göre, geçit yapısının bir parçası
olmasa bile altıncı bir transmembran protein olan FliO, geçiş mekanizmasını başlatmak için
şarttır. “FliO, FliP’nin bir halka yapısı oluşturması için iskele görevi görmektedir ve bu halka
olmadan diğer transmembran proteinleri kapı kompleksine girememektedir.” dedi.
Elektron mikroskobu görüntüleri, FliO iskeletinin bir sonraki aşamada transmembran
proteinlerin montaja katılmasını sağlayan bir hekzamer oluşturması için FliP’in meydana
geldiğini gösterdi. Elektrostatik hesaplamalar, FliP’deki hangi spesifik amino asitlerin,
deney ilaçları için aday hedefler sağlayan FliO-FliP etkileşimleri ve FliP-FliP etkileşimleri
için kritik olduğunu belirledi.
FliO, FliP’in bir hekzamer oluşturmasına izin vermesine rağmen, enjektomideki FliP
homolog proteini olan SpaP, FliR homolog proteini olan SpaR ile birlikte bir pentamer ve bir
hetero-hekzamer oluşturur. Hesaplamalı analiz, FliP’nin de bu yapıyı oluşturabileceğini
ortaya attı.
Minamino, “Analiz ettiğimiz FliP halka parçacıklarının önemli bir kısmı beş katlı dönme
analizine ayrılabilir, bu nedenle pentamerler oluşturabilirler, FliP’nin SpaP için iyi bir model
olduğuna eminiz” dedi.
İhracat kapısı montajı için ilk adımın belirlenmesi, yani FliP etkileşimleri yoluyla FliP’nin
oligomerizasyonu, Salmonella gibi bakterilerin patolojisini bozmak için potansiyel bir yol
önermektedir. Minamino, “Bulgularımız enjektominin FliP homologlarının umut verici ilaç
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
hedefleri olduğunu öne sürüyor.” dedi.
Kaynak: sciencedaily.com
Yorumlar
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.