Forskare har upptäckt en unik biosyntetisk väg för D-Glutamat, en viktig cellväggskomponent i patogena bakterier, vilket skulle kunna leda till utveckling av läkemedel och jordbrukskemikalier.

Cellväggar (peptideglykan) är avgörande för att mikroorganismer ska bibehålla cellintegriteten. Teamet ledd av professor Toru Dairi, från Hokkaido Universitys Graduate School of Engineering, fokuserat på biosyntesen av D-Glutamat (Glu), som är en del av cellväggarna. I allmänhet, D-Glu levereras av ett enzym som kallas Glu racemaser. Men teamet upptäckte genom sin jämförande genomik av olika mikroorganismer att Xanthomonas oryzae - en patogen bakterie som får risplantornas blad att bli vita innan de dödar växten - inte har Glu racemase-gener.

För att ta reda på vad som kompenserar för den saknade biten, forskarna genomförde kloningsexperiment med hagelgevär där generna från X. oryzae introducerades till Escherichia coli-mutanter som inte kan producera D-Glu. Teamet fick reda på att de två generna skapade en väg som kringgick defekten, möjliggör produktion av D-Glu. I allmänhet, D-Glu binder till ett molekylärt komplex som kallas UDP-MurNAc-L-Ala, men i denna patogena mikroorganism, L-Glu bundet till komplexet förmedlat av en av de två gener som de identifierade. Den andra genen epimeriserar (isomeriserar) sedan L-Glu till D-Glu.

"Som X.oryzae, andra patogena bakterier som Stenotrophomonas som utlöser infektioner på sjukhus kan också ta den nyupptäckta vägen. Vi hoppas att vägen kommer att ge nya mål för utveckling av läkemedel och jordbrukskemikalier mot bakterier, säger Toru Dairi.