کشف یک خانواده آنزیمی جدید در دیواره سلولی باکتری ها

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، محققان دانشگاه اومئو در سوئد به سرپرستی پروفسور فیلیپ کاوا، خانواده جدیدی از آنزیم ها را شناسایی کرده اند که نوع منحصر به فردی از cross-linking بین بلوک های ساختمانی دیواره سلولی باکتری ایجاد می کند. این کشف می تواند به تولید آنتی بیوتیک های جدید علیه بیماری های عفونی کمک کند.

دیواره های سلولی باکتری ساختارهای شبکه ای تشکیل می دهند که سلول ها را در برابر پارگی تحت فشار داخلی بالا محافظت می کند و از تهدیدات خارجی محافظت می کند. دیواره سلولی متشکل از مولکول های قند و اسید آمینه است که توسط انواع مختلفی از پیوندهای متقابل به هم متصل شده اند. این پیوندهای متقابل نقش مهمی در ایجاد استحکام و پایداری دیواره سلولی ایفا می کنند و در عین حال باکتری ها را قادر می سازند تا با محیط های مختلف و عوامل استرس زا سازگار شوند.

در یک مطالعه پیشگامانه که اخیراً در مجله معتبر Nature Communications منتشر شده است، محققان دانشگاه اومئو و موسسات بین المللی از خانواده جدیدی از آنزیم ها رونمایی کرده اند که مسئول ایجاد یک پیوند متقابل منحصر به فرد بین L-alanine و meso-diaminopimelic acid اسید هستند. این اسیدهای آمینه اجزای جدایی ناپذیر زنجیره های پپتیدی هستند که دیواره سلولی گونه های باکتریایی متعددی را تشکیل می دهند. این آنزیم که LD1,3-transpeptidase نامیده می شود، در گروه های مختلف پروتئوباکتری های آلفا و بتا، از جمله پاتوژن های فرصت طلب مانند Burkholderia و Achromobacter شناسایی شده است.

محققان از Gluconobacter oxydans، یک ارگانیسم مدل مورد استفاده در تولید سرکه، برای شناسایی آنزیم جدید LD1,3-transpeptidase و توضیح ساختار سه بعدی آن استفاده کردند. آنها نشان داده اند که این آنزیم دارای ویژگی های منحصر به فردی است که آن را از سایر آنزیم های شناخته شده دخیل در پیوند متقابل دیواره سلولی متمایز می کند. این ویژگی های متمایز آنزیم را قادر می سازد تا از بسترهای مختلف استفاده کند و واکنش های متنوعی را انجام دهد که برای حفظ یکپارچگی دیواره سلولی حیاتی است. به طور خاص، یافته های آنها نشان می دهد که سلول هایی که فاقد این پیوندهای متقابل هستند، حساسیت بیشتری به آنتی بیوتیک های بتالاکتام از خود نشان می دهند، که بر پتانسیل LD1,3-transpeptidase به عنوان اهداف امیدوارکننده برای مداخلات درمانی، به ویژه آنهایی که با هدف افزایش اثربخشی آنتی بیوتیک ها انجام می شوند، تأکید می کند.

دیواره سلولی باکتری به عنوان یکی از قابل توجه ترین ساختارها است، اما هنوز چیزهای زیادی در مورد تنوع و پویایی آن کشف نشده است. از طریق شناسایی خانواده های آنزیمی جدید مانندLD1,3-transpeptidase، ما نه تنها درک خود را از زیست شناسی باکتری ها گسترش می دهیم، بلکه اهداف جدیدی را برای توسعه آنتی بیوتیک ها برای مبارزه با بیماری های عفونی کشف می کنیم.