Kristallstruktur för det nybildade kolringens klyvande enzym från tuberkulosbakterien, IpdABMtb. Upphovsman:Lindsay Eltis
Forskare från University of British Columbia har tagit ett avgörande steg för att svälta ut tuberkulos, efter forskning om hur infektionen växer i kroppen.
Tuberkulos, en bakteriell infektion som vanligtvis påverkar lungorna, är ett globalt hot; över hela världen, det dödar fler människor än hiv och malaria tillsammans. I Kanada, det finns runt 1, 600 nya fall av tuberkulos rapporteras varje år, med cirka 20 procent av de fall som drabbar First Nations -folk, enligt Canadas regering. Forskare som använder den kanadensiska ljuskällan har undersökt hur bakterierna växer i lungorna i ett försök att bättre förstå hur tuberkulos kan behandlas.
Lindsay Eltis, en UBC -professor i mikrobiologi och immunologi och Kanada Research Chair i mikrobiell katabolism och biokatalys, har ägnat de senaste 25 åren åt att studera bakterier och bestämma hur de växer på olika föreningar. Under 2007, Eltis grupp upptäckte att tuberkulosbakterier växer på kolesterol och att detta är viktigt för att orsaka sjukdom.
"Många bakterier, som människor, växa med glukos, en typ av socker. De hämtar energi från det, omvandla den till vatten och koldioxid, och använd den för att göra byggstenar viktiga för livet. Tuberkulosbakterien är lite ovanlig eftersom den kan växa på kolesterol, härleda energi och viktiga byggstenar från det, "förklarar Eltis." Denna förmåga att växa på kolesterol hjälper bakterien att etablera infektion i våra lungor. "
Dock, att bara veta att bakterien växer på kolesterol säger inte forskarna tillräckligt för att kunna behandla den. För det, de måste förstå hur exakt bakterien bryter ner kolesterol.
Kolesterol har 27 kolatomer arrangerade i fyra ringar, "och det är lite komplicerat, "sa Eltis. Eltis grupp hade redan kommit på hur bakterien bryter ner de två första ringarna, och med denna forskning, de undersökte hur tuberkulosbakterier bryter de två sista ringarna. Resultaten publicerades i ett nyligen publicerat nummer av PNAS , de Förfaranden från National Academy of Sciences .
Med hjälp av den kanadensiska makromolekylära kristallografifaciliteten vid CLS, Eltis och sedan länge samarbetspartner, UBC professor i strukturbiologi Natalie Strynadka, kunde bestämma strukturen för enzymet som hjälper tuberkulosbakterien att bryta ner de två sista ringarna av kolesterolmolekylen.
Förstå strukturen hos enzymerna, och hur de fungerar exakt, är avgörande för att utveckla läkemedel för behandling av sjukdomar som tuberkulos.
En bättre förståelse av dessa enzymer kan också hjälpa till med produktion av farmaceutiska molekyler som steroider, eftersom bakterier kan modifieras för att använda enzymerna för att ta befintliga, mindre användbara steroider och ändra dem till mer användbara former.
Under tiden, Eltis forskning fortsätter. Nu när detta enzym har identifierats, Eltis grupp kan undersöka andra enzymer som kan hjälpa bakterien att bryta ner kolesterol, och de kan leta efter små molekyler för att hämma kolhydrater-brytande enzymer för att svälta bakterierna och behandla infektionen.