Ny forskning publicerad i Naturens mikrobiologi har lyft fram ett protein som fungerar som en membrandammsugare och som kan vara ett potentiellt nytt mål för antibiotika.

Newcastle University-teamet avslöjar hur avlägsnandet av vissa lipider från det yttre membranet kan ge en sårbarhet för gramnegativa bakterier. De föreslår att detta system skulle kunna utnyttjas av läkemedel för att minska bakteriell virulens, och för att göra olika antibiotika effektivare.

Rengöring av bakteriemembranet

Gramnegativa bakterier som E. coli har två membran, ett inre membran och ett yttre membran.

Det yttre membranet är ett asymmetriskt dubbelskikt med ett inre blad av fosfolipider och ett yttre blad som nästan uteslutande består av lipopolysackarid.

Lipopolysackariden bildar ett sockerbelagt lager på ytan av gramnegativa bakterier som är en mycket effektiv barriär mot fet, hydrofoba molekyler och orsakar resistens mot antibiotika och andra skadliga föreningar.

Dock, fosfolipider från det inre bladet ackumuleras spontant i det yttre bladet på det yttre membranet, bildar "öar" bland lipopolysackariden som ökar den yttre membranpermeabiliteten hos giftiga föreningar. Dessa fosfolipidmolekyler måste avlägsnas från den yttre broschyren för att återställa den yttre membranets permeabilitetsbarriär och asymmetri.

Denna process utförs genom att upprätthålla lipidasymmetrisystemet (Mla), som finns i de flesta gramnegativa bakterier. MlaA-proteinet, fokus för forskningen, är den yttre membrankomponenten i Mla-systemet.

Huvudförfattare och professor i membranproteinstrukturbiologi vid Institutet för cell- och molekylära biovetenskaper vid Newcastle University, Bert van den Berg förklarade:"Våra tredimensionella strukturer och funktionella data visar att MlaA bildar en munk i det inre bladet av det yttre membranet. Detta binder fosfolipider från det yttre bladet och tar bort dessa via den centrala kanalen, något som liknar en dammsugare.

"Vår studie belyser en grundläggande och viktig process i Gram-negativa bakterier och är en utgångspunkt för att avgöra om Mla-systemet av Gram-negativa patogener skulle kunna riktas mot läkemedel för att minska bakteriell virulens, och för att göra olika antibiotika mer effektiva."

Institutet för cell- och molekylärbiovetenskap har som mål att stödja och utveckla forskning av högsta kvalitet för att förstå grundläggande egenskaper hos de arbetande cellerna med särskild tonvikt på problem som är relevanta för medicin. Teamet från institutet som arbetar med sina internationella samarbetspartners kommer nu att fortsätta studien av MlaA-proteinet som ett mål för antibiotika.