Forskare banar väg mot en ny terapeutisk metod för gonorré genom att belysa mekanismen bakom viktiga proteiner på Neisseria gonorrhoeae -bakteriens yttre membran.

Framtida terapier kan komma i form av nya antibiotika eller, ännu bättre, ett vaccin.

Fynden är särskilt viktiga eftersom Neisseria gonorrhoeae anses vara en "superbug" på grund av dess resistens mot alla klasser av antibiotika som är tillgängliga för behandling av infektioner.

Gonorré, en sexuellt överförbar sjukdom vars antal växer med 78 miljoner nya fall världen över varje år, är mycket skadligt för reproduktiv och nyfödd hälsa om den inte behandlas eller behandlas felaktigt.

Det kan leda till endometrit, bäckeninflammatorisk sjukdom, ektopisk graviditet, epididymit och infertilitet. Spädbarn födda av infekterade mödrar löper ökad risk för blindhet.

Forskning som leds av medförfattande författare Aleksandra Sikora från Oregon State University och Nicholas Noinaj från Purdue University ger viktiga strukturella och funktionella insikter om ett multikomponentproteinkomplex som kallas BAM, kort för beta-fat montering maskiner.

I gramnegativa bakterier, BAM ansvarar för biogenesen av beta-fatproteiner på cellens yttre membran.

Yttre membranproteiner har avgörande fysiologiska och strukturella funktioner, bland dem näringsupptagning, utsöndring, signaltransduktion, yttre membranbiogenes, och rörlighet. I patogena bakterier, dessa proteiner leder också till värdkolonisering och kan utnyttja immunsvar, underlättar virulens.

BamA är beta-fatmonteringsmaskinens huvudkomponent, och denna studie tog en titt på två andra komponenter, BamD och BamE.

Forskare fann att i N. gonorrhoeae, BamE exponeras på cellytan men är inte avgörande för cellviabiliteten. Omvänt, BamD hade motsatta egenskaper:Ingen yta visas, men ändå avgörande för livskraften.

Dock, när BamE slogs ut i experiment, BamD rörde sig till ytan.

"Förlusten av BamE förändrade cellhöljesammansättningen och ledde till långsammare celltillväxt, sa Sikora, docent vid OSU College of Pharmacy. "Det ledde också till en ökning av både antibiotikakänsligheten och bildandet av membranvesiklar som innehåller större mängder vaccinantigener."

Sikora noterade att både BamD och BamE uttrycks i olika gonokockisolat och under olika tillväxtfaser.

"De lösta strukturerna för Neisseria BamD och BamE delar övergripande veck med E. coli -proteiner, men det finns också skillnader som kan vara viktiga för funktionen, "sa hon." Så även om BAM bevaras över gramnegativa bakterier, Det finns strukturella och funktionella skillnader från art till art som sannolikt kan utnyttjas för att utveckla artsspecifika läkemedel för att bekämpa resistens mot flera läkemedel. "

Till exempel, i E. coli, BamE är inte ytexponerad; också, frånvaron av BamE i E. coli leder inte till att BamD visas på det yttre membranet.

"Det är ytterligare bevis på att BamE kan vara ett nytt vaccinmål mot N. gonorrhoeae, "Sikora sa." Vi gjorde mycket biologi såväl som strukturlösning som ger oss verktyg för att möjliggöra nya terapier. I kampen mot multimedicinresistens, det bästa sättet att förebygga sjukdom är ett vaccin, och att ha en struktur av BamE öppnar dörren till ett strukturellt vaccinologiskt tillvägagångssätt. "

Fynd publicerades i Journal of Biological Chemistry .