Kolera är en förödande sjukdom för miljoner världen över, främst i utvecklingsländer, och den dominerande typen av kolera idag är naturligt resistent mot en typ av antibiotika som vanligtvis används som sista utväg.

Forskare vid University of Georgia har nu visat att enzymet som El El -familjen består av V. cholerae resistenta mot dessa antibiotika har en annan verkningsmekanism än alla jämförbara proteiner som hittills observerats i bakterier. Att förstå den mekanismen ger forskare bättre förutsättningar att övervinna utmaningen den ger i en värld med ökande antibiotikaresistens. Resultaten av denna forskning publiceras i numret av den 22 december Journal of Biological Chemistry .

Katjoniska antimikrobiella peptider, eller läger, produceras naturligt av bakterier och av djurs medfödda immunförsvar och syntetiseras också för användning som sista-line-läkemedel. Kolerastammar uppnår resistens mot CAMPs genom att kemiskt dölja bakteriens cellvägg, förhindrar CAMPs från att binda, störa väggen och döda bakterien. M. Stephen Trents forskargrupp i Georgia hade tidigare visat att en grupp på tre proteiner utförde denna modifiering och belyst funktionerna hos två av proteinerna. Teamet rapporterade det tredje proteinets roll - den saknade delen för att förstå CAMP -resistens - i det nya papperet.

Den tidigare doktoranden Jeremy Henderson ledde ett forskningsprojekt som visade att detta enzym, AlmG, fäster glycin, den minsta av aminosyrorna, till lipid A, en av komponenterna i bakteriecellens yttre membran. Denna modifiering ändrar laddningen av lipid A-molekylerna, hindrar CAMP från att binda.

Lipid A -modifiering är en försvarsmekanism som observeras hos andra bakterier, men detaljerad biokemisk karakterisering av AlmG visade att sättet denna process skedde i kolera var unikt.

"Det blev uppenbart under loppet av vårt arbete att hur [detta enzym] förbättrar sköldens funktionalitet är helt annorlunda än vad vi kan förvänta oss baserat på vad vi vet om grupper av enzymer som ser likadana ut, " sa Henderson.

AlmG är strukturerat annorlunda än andra lipid A-modifierande enzymer, med en annan aktiv webbplats som ansvarar för att utföra ändringen. Dessutom, AlmG kan lägga till antingen en eller två glyciner till samma lipid A-molekyl, vilket inte heller har observerats hos andra bakterier. "Det öppnar bara upp dörren för att det här fungerar med en helt annan mekanism än vad som har beskrivits i litteraturen för relaterade proteiner, "Sa Henderson.

Gener som kodar för bestämningsfaktorer för antibiotikaresistens kan spridas mellan olika arter av bakterier, så den unika mekanismen för CAMP läkemedelsresistens i V. cholerae är potentiellt oroande om det hoppar till bakterier som redan är resistenta mot förstahandsläkemedel. "Nivån av skydd som ges av denna speciella modifiering i Vibrio cholerae sätter den i en egen liga, " sa Henderson.