В рамках исследования профессор Энрика Бординьон и профессор Ларс Шафер из Рурского университета в Бохуме, оба члены Cluster of Excellence Resolv, сотрудничали с профессором Маркусом Сигером из Цюрихского университета и профессором Микко Карттуненом из Университета Западного Онтарио.
Многоступенчатый транспортный процесс
Экспортеры ABC потребляют энергию при транспортировке молекул из клеток. Они получают это из-за расщепления молекулы-накопителя энергии АТФ внутри мембраны.
Вообще говоря, экспортер ABC состоит из трех частей: двигателя, обеспечивающего энергию внутри ячейки, соединителя, который проходит через клеточную мембрану, и ворот на внешней стороне мембраны.
Для процесса транспорта экспортер ABC открывается внутри клетки, берет молекулу из цитоплазмы и транспортирует ее на другую сторону мембраны.
Там внешние ворота открываются, и молекула выводится – но только если моторный белок расщепляет АТФ внутри. Только после того, как внешние ворота снова закроются, может начаться следующий процесс транспортировки.
Мотор выключен
Исследователи разработали искусственный фрагмент антитела, также известный как sybody, который стыковался с изолированным экспортером ABC в пробирке.
Используя рентгеновскую кристаллографию и электронный спиновой резонанс, команда показала, что sybody связывается с открытыми внешними воротами. В результате ворота больше не могли закрываться, и, следовательно, не мог быть запущен новый процесс транспортировки.
Следовательно, двигатель внутри оставался выключенным; больше не было расщеплено АТФ.
Группа подтвердила результаты в дальнейших экспериментах без сибела.
В них они специально заменяли определенные аминокислоты белка с помощью генетической мутации; это также заблокировало механизм закрытия внешних ворот и расщепление АТФ.
«Наш анализ показал, что механизм открытия и закрытия внешних ворот структурно связан с расщеплением источника энергии АТФ внутри», – описывает Энрика Бординьон. «Наши результаты представляют собой фундаментальные исследования», – говорит руководитель исследовательской группы ЭПР-спектроскопии на базе Bocum. «Мы надеемся использовать эту информацию, чтобы открыть новые подходы к борьбе с лекарственной устойчивостью."