Разгадка резистентности к антибиотикам стала ближе

Ученые университета Вашингтон сделали еще один шаг на пути к пониманию механизмов развития резистентности к антибактериальным препаратам.

На этот раз предметом исследования стало взаимодействие между белками бактерии Acinetobacter baumannii. На сегодняшний день этот микроорганизм является самой частой причиной внутрибольничных инфекций. Лечение ее проблематично из-за резистентности ко многим антибактериальным препаратам, в том числе и к карбапенемам. Чтобы понять механизм ее развития, ученые проанализировали схему межбелковых взаимодействий бактерии.

На сегодняшний день известно, что основными генетическими факторами, отвечающими за устойчивость к антибактериальным препаратам, являются бета-лактамазы и порины. Бета-лактамазы — это ферменты, которые обладают гидролитической активностью против бета-лактамных антибиотиков. Класс бета-лактамаз D, второе название которых — оксалиназы, наиболее часто определялся у мультирезистентных штаммов A. Baumannii. Порины — это белки, регулирующие проницаемость клеточной мембраны. Активность поринов у A. Baumannii значительно ниже, чем, например, у кишечной палочки. Вероятно, что низкая проницаемость бактерии для антибиотика является причиной резистентности к препарату.

Несмотря на прогресс, многие моменты остаются для исследователей загадкой. Метод химического сшивания пептидов в естественных условиях с последующим масс-спектральным анализом должен был пролить свет на темные места. Так как реакция происходит между двумя аминокислотами, после их идентификации можно узнать, какие именно пептиды приняли участие в процессе.

В данном исследовании сшивание базировалось на взаимодействии клеточных белков с белком-переносчиком (PIR–технология). Белок-переносчик состоит из реагирующего кислотного остатка и аффинной метки. Пептидные пары, соединенные при помощи PIR–технологии, анализировались в масс-спектрометре. Это давало информацию о локализации и ориентации субъединиц и о динамике белковых комплексов.

Белки, которые подвергались сшиванию, классифицировали согласно их локализации в клетке. Каждой группе присваивали отдельную метку. В работу включили 94 мембранных, 230 растворимых и 103 неохарактеризованных белка. Анализ показал, что чаще всего связывались белки из одноименных групп. Кроме того, технология PIR позволила изучить взаимодействие между растворимыми и мембранными белками, что не удавалось сделать с помощью обычных методов. Ученые смогли обнаружить функциональную связь между оксалиназами и поринами. Вероятно, именно она является фактором, определяющим устойчивость A. Baumannii к антибиотикам.