Tieteelliset ja teknologiset uutiset

Kuinka bakteerit hallitsevat kuparin myrkyllisyyttä 🦠

Kuparin myrkyllisen uhan edessä bakteerit ovat kehittäneet huomattavia detoksifikaatiostrategioita. Yksi näistä perustuu CueO-entsyymiin. Marseillaisen tutkijaryhmän työ on tuonut esiin joidenkin näiden entsyymien alueiden keskeisen roolin, jotka toimivat todellisina molekyylisina antenneina kuparin hallinnassa ja poistamisessa liiallisista määristä.

© Umberto Contaldo

Tulokset, jotka on julkaistu PNAS:issa, voivat tuoda mukanaan monia bioteknologisia ja terapeuttisia vaikutuksia.

Kupari, vaikka se onkin välttämätön monille biologisille prosesseille, muuttuu myrkylliseksi, kun se kertyy soluihin. Suojautuakseen bakteerit, kuten Escherichia coli, käyttävät monimutkaisia detoksifikaatiojärjestelmiä.

Yksi näistä järjestelmistä sisältää CueO-entsyymin. Tämä monikuparioksidaasi muuntaa kupari-ionit (Cu+) vähemmän haitalliseksi muodoksi (Cu2+), samalla kun se minimoi tuhoavien happiradikaalien muodostumisen. CueO-entsyymin kiehtova piirre on sen joustava ja metioniinirikas alue, jonka toimintaa käsitellään edelleen laajasti.

Bioenergian ja proteiini-insinöörityön laboratorioon sekä bakteerikemian laboratorioon (CNRS/Aix Marseille Université) kuuluvien kemistien ja biologien ryhmä on tutkinut tämän alueen roolia yhdistämällä bio- ja biophysikaalisia sekä elektrolyyttikokeita eläviin bakteereihin.

He ovat havainneet, että se toimii todellisena kuparin kerääjänä helpottaen voimakkaasti sidottujen Cu+-ionien pääsyä entsyymin aktiiviselle alueelle, mikä nopeuttaa niiden muuntumista.

Tämä PNAS:issa julkaistu tutkimus avaa mielenkiintoisia mahdollisuuksia terapeuttisille ja bioteknologisille innovaatioille. Toisaalta, ymmärtäminen näistä detoksifikaatiomekanismeista bakteereissa voisi inspiroida bioteknologioita, jotka hyödyntävät entsyymien kykyä käsitellä kuparia. Lisäksi kupari on yksi aseista, joita makrofagit käyttävät taistellakseen bakteeri-infektioita vastaan.

Tämä ymmärrys voisi valaista, kuinka patogeenit, kuten Escherichia, Pseudomonas tai Salmonella, pääsevät pakoon immuunijärjestelmästä ja inspiroida innovatiivisten terapioiden kehittämistä antibioottiresistenssiä vastaan. Tämä on lupaava suunta bakteeripatogeenien torjunnassa.

Toimittaja: AVR

Viite:
Metioniinirikkaat alueet nousevat kuparin rekrytoinnin helpottajiksi detoksifikaatiojärjestelmissä
PNAS 2024
https://doi.org/10.1073/pnas.240286212