Материалы портала «Научная Россия»

Ученые заставили эндолизин убивать граммотрицательные бактерии

Ученые заставили эндолизин убивать граммотрицательные бактерии
Штаммы кишечной палочки оказались уязвимыми перед ферментом бактериофага Т5, растворяющим мембрану клеток.

Ученые из филиала Института биоорганической химии имени академиков М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, расположенных в подмосковном наукограде Пущино, исследовали особые ферменты бактериофагов Т5 в качестве средства против грамотрицательных бактерий. Первоначальные эксперименты увенчались успехом, о чем исследователи сообщили в недавнем выпуске Journal of Applied Microbiology.

Ученые давно мечтают найти замену антибиотикам, которые зачастую перестали действовать на многие болезнетворные микробы. В качестве конкурентов антибиотикам рассматривают бактериофагов — вирусы, которые целенаправленно убивают бактериальные клетки.

«Бактериофаги, или вирусы бактерий, — совершенно организованные паразиты. Ввиду небольшого размера генома они просто не могут себе позволить кодировать что-то лишнее или недостаточно полезное, — пояснил руководитель работы Галина Микулинская из отдела биоинженерии ФИБХ РАН. — Поэтому их ферменты часто имеют минимальный размер, высокую активность или, например, расширенную специфичность — все это позволяет максимально направить на благо потомству бактериофага ресурсы клетки-хозяина и ускорить его жизненный цикл. Молекулярная биология бактериофагов, таким образом, привлекает большой интерес. Кроме того, бактериофаги — неисчерпаемый ресурс: на любой патоген найдется свой фаг, число их разновидностей огромно, а размер мировой популяции порядка 1031 частиц».

В России исторически развиты исследования, направленные на применение бактериофагов в терапии. Одна из задач — использовать бактериофаги и их ферменты против граммотрицательных бактерий. К ним относятся стойкие внутрибольничные инфекции, вызываемые патогенами родов Pseudomonas, Acinetobacter, Salmonella, Klebsiella, Proteus, Escherichia, Aeromonas, Yersinia, Campylobacter. Они вызывают тяжелые воспаления, нередко оканчивающиеся гибелью больного.

С этой целью ученые из Пущино изучали особый белок-фермент бактериофага Т5, называемый эндолизином из-за того, что он буквально растворяет стенку бактериальной клетки изнутри. Эти фаговые ферменты очень активны, не раздражают иммунитет, а главное — микробы к ним вряд ли приспособятся. Эндолизины хорошо убивают грамположительных возбудителей, а вот против граммотрицательных не действуют: не могут пробить клетку, защищенную наружной мембраной. Чтобы решить это, ученые добавили к ферменту химический агент в надежде на то, что оба они сообща пробьют мембрану клетки. В качестве агента выбрали распространенный дешевый антисептик — хлоргексидин в низкой концентрации. Методику применили на штаммах кишечной палочки, и увидели, что гибель патогена возросла на несколько порядков.

Впрочем, недавнее исследование, проведенное в Национальной службе по борьбе с инфекциями при Минздраве Великобритании, показало, что хлоргексидин может и способствовать росту резистентности.

Важно было провести опыты в условиях близких к естественным, поэтому фермент нагревали до 90 градусов Цельсия, и он оказался устойчивым к нагреванию. Это подтверждено спектральными исследованиями Николая Молочкова, сотрудника лаборатории исследований биосистем с помощью ядерно-магнитного резонанса ИТЭБ РАН.

Это фундаментальное исследование, цель которого понять, как работает эндолизин бактериофага Т5 и другие эндолизины. Ученые планируют испытать действие эндолизинов на другие штаммы бактерий.

[Фото: Бактериофаги атакуют клетку микроба. AJC1 / Flickr.com]

бактериофаги грамотрицательные бактерии хлоргексидин эндолизин

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий