Att känneteckna ett litet protein – som bestämmer dess form och vad det gör – var det första steget som Dr. Kirsten Wolthers och hennes kollegor tog i deras försök att lära sig mer om en mycket vanlig molekyl som är inblandad i ett brett spektrum av mänskliga sjukdomar.

Wolthers använde Canadian Light Source (CLS) vid University of Saskatchewan för att studera flavodoxin. Detta protein produceras av alla typer av bakterier och vissa alger, hon förklarade, inklusive bakterier associerade med influensa, H. pylori, E. coli och även blindtarmsinflammation.

Av särskilt intresse för docenten från University of British Columbia är flavodoxin som produceras av Fusobacterium nucleatum, en oral bakterie som finns naturligt i människans mun och som spelar en roll vid tandlossning och tandköttsinflammation.

"Vad som gör det så intressant är att det som har dykt upp under de senaste tio åren eller så är kopplingar mellan F. nucleatum och kolorektal cancer och för tidigt födda eller dödfödslar, " sa hon. I vissa studier, möss som fått oral F. nucleatum har visat en högre än normalt förekomst av för tidigt födda födslar. Eftersom flavodoxin är känt för att vara väsentligt för bakteriernas livscykel, det ses som ett potentiellt mål för en kontrollerande tillväxt av bakterien.

"Frågan vi ställde var kan vi hitta en kemisk molekyl som binder till flavodoxinet för att blockera dess funktion och hämma tillväxten av bakterierna?"

Med hjälp av röntgendiffraktionsteknik vid CLS, forskarna kunde generera diffraktionsmönster som de kunde sätta ihop för att bygga en komplett bild av proteinet. De jämförde sedan flavodoxinet som producerades av F. nucleatum med flavodoxinet som producerades av andra typer av bakterier. Arbetet publicerades i tidskriften Protein Science.

"Vad vi fann var att dess egenskaper var typiska för det flavodoxin du hittar förknippat med andra bakterier, men med små variationer, " sa Wolthers. Proteinets roll är att fungera som en kanal, överföra elektroner från ett protein till ett annat men av någon anledning, flavodoxinet som produceras av F. nucleatum har mindre affinitet för dessa elektroner.

Wolthers sa att hennes arbete med flavodoxin bara var det första steget på en lång forskningsväg som kommer att omfatta att titta på olika enzymer som produceras av F. nucleatum för att också bestämma deras funktion i förhållande till bakterierna, igen med syftet att använda dem som läkemedelsmål för att störa bakterietillväxten.

Det finns många applikationer för denna forskning och, under de kommande åren, hon hoppas på skapandet av en läkemedelsbehandling som kan kombineras med kemoterapi "för att förbättra resultaten för patienter med kolorektal cancer."