Вирусы атакуют бактерии с помощью «железного бура»

Чтобы успешно пробивать клеточную стенку бактерий, вирусы обеспечивают прочность своего белкового бура с помощью атомов железа, стабилизирующих и упрочняющих структуру бурящего наконечника.

Вирусы-бактериофаги поражают бактериальные клетки: они пробивают бактериальную стенку и мембрану и впрыскивают внутрь свою ДНК. Затем всё происходит, как у прочих вирусов: генетический материал бактериофага заставляет клеточную белоксинтезирующую машину работать на себя, бактериальная клетка переполняется вирусными частицами и лопается под их напором. Но притом, что о размножении вируса и образовании новых его частиц известно уже достаточно, механизм введения вирусной ДНК в клетку остаётся малоизученным. Как фаг пробивает клеточную стенку, какой молекулярный бур при этом он использует?

Учёные знали о существовании специализированного вирусного белка, предназначенного для этой цели, но особенности его структуры, которые позволяли бы ему справляться с такой работой, оставались загадкой.

Группа исследователей из Федеральной высшей политехнической школы в Лозанне (Швейцария) сумела её разгадать, обнаружив у бурового белка своего рода железный наконечник. Учёные работали с фагами P2 и Ф92, которые поражают бактерии рода сальмонелл и кишечную палочку. Швейцарцы выявили у этих вирусов гены, отвечающие за синтез буровых белков, и наработали соответствующие белки, которые потом превратили в кристаллы. С помощью рентгеноструктурного анализа исследователи надеялись увидеть структуру белков, но первоначально их постигла неудача: строение конечного фрагмента белка, который вызывал наибольший интерес, рассмотреть так и не удалось. Тогда была предпринята попытка получить кристалл этого самого фрагмента отдельно от остального белка, чтобы молекула не мешала нужному кусочку кристаллизоваться.

И вот успех. Как пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Structure, им впервые удалось получить изображение наконечника белкового копья, с помощью которого фаги пробивают бактериальную оболочку. Оказалось, что на самом кончике у этого белка сидит атом железа, удерживаемый шестью аминокислотами. Всё вместе представляет собой структуру, напоминающую тончайшее игольное остриё, которое легко может проникнуть в клеточную стенку. Разумеется, дело здесь не столько в самом железе, сколько в его способности стабилизировать «боёк» из аминокислот: ион железа делает всю конструкцию достаточно прочной и пригодной по форме для этой необычной работы.

Полученные данные говорят о том, что бактериофаги не нуждаются в помощи при атаке на жертву, им не нужно искать более «мягкие» места в покровах клетки или как-то размягчать их перед введением своей ДНК. Авторы рассчитывают, что их результаты пригодятся и с практической точки зрения — например, при конструировании фагов, запрограммированных на нападение определённых патогенных бактерий.

http://science.compulenta.ru