Des scientifiques de l’Université Cornell à l’Université de Californie, de San Francisco (UCSF), et ailleurs ont constaté qu’un excédent de protéines membranaires peut aider les bactéries à survivre à l’exposition aux antibiotiques. Ces protéines font partie d’un mécanisme de navette que les bactéries utilisent pour pomper un large éventail d’antibiotiques ainsi que d’autres substrats physiologiques de la cellule. Les chercheurs se concentrent désormais sur l’utilisation de manipulations chimiques et mécaniques pour perturber le processus afin que les antibiotiques puissent être plus efficaces.
Les détails de l’étude ont été publiés dans Cell rapporte les sciences physiques Dans un article intitulé, «Excès de transporteur et regroupement faciliter la navette des protéines adaptantes pour l’efflux bactérien. ”
Dans ce document, les chercheurs décrivent comment un déséquilibre dans le complexe protéique en trois parties – MACAB-TOLC – conteste les bactéries à Gram négatif résiste aux antibiotiques. Le complexe macab-tolc, connu sous le nom de pompe d’efflux multidrogue, couvre les membranes intérieures et externes de la cellule, ainsi que le périplasme qui les relie. Chaque protéine occupe un emplacement différent: TOLC sur la membrane externe, MACB sur la membrane intérieure et maca dans le périplasme, bien qu’il soit ancré sur la membrane intérieure. Ce complexe protéique forme un conduit qui draine les antibiotiques ainsi que les facteurs de virulence produits par la cellule bactérienne.
Les trois protéines doivent s’assembler dans une stoechiométrie spécifique pour pomper les toxines. Deux protéines MACB s’assemblent avec six protéines MACA, puis trois protéines TOLC. Les scientifiques comprennent bien ce ratio. Ce qui n’est pas clair, c’est comment les molécules du périplasme entrent dans le canal qui traverse le complexe et à travers lesquels ils sont pompés, une fois la structure assemblée.
Pour comprendre ce processus, les scientifiques ont utilisé l’imagerie à molécule unique pour analyser les concentrations de protéines à l’intérieur Ils ont fait preuve de froid (E. coli) cellules. Ils ont constaté que la stoechiométrie des protéines était déséquilibrée, avec un surplus de macbs flottant autour et encore plus de tolc. Les quantités étaient bien plus que nécessaires à la configuration 2: 6: 3 du complexe. De plus, les chercheurs ont remarqué que la protéine adaptante MACA pouvait se désassembler à partir de l’assemblage macab-tolc.
«Vous avez essentiellement ces BS supplémentaires qui n’ont pas de partenaires à assembler. Et bien sûr, la cellule ne fait pas cela sans raison », a déclaré Peng Chen, PhD, responsable de l’étude et professeur de chimie à l’Université Cornell. «Nous avons découvert une bonne raison est que lorsque vous avez ce B supplémentaire, car il n’en a pas associé, il a naturellement une ouverture pour que le substrat entre. Ainsi, une fois que le substrat peut se lier au B supplémentaire, certains de l’AS qui sont initialement associés à B peuvent migrer vers l’assemblage. Et une fois assemblé, ils peuvent pomper le substrat. »
Dans le cadre de l’étude, les chercheurs ont testé si le mécanisme pouvait être interrompu. Ils ont utilisé un dispositif microfluidique développé à l’UCSF qui applique une contrainte mécanique pour changer la résistance aux toxines des bactéries. Ils ont trouvé que le pressage E. coli Par le dispositif, le dispositif a déformé suffisamment la cellule pour perturber le complexe assemblé et l’empêcher de résister aux antibiotiques.
Les scientifiques croient que le comportement observé dans E. coli existe probablement dans d’autres systèmes. «Ce déséquilibre de la stoechiométrie des protéines doit exister pour de nombreux types de complexes protéiques. Mais comment une cellule utilise-t-elle ce déséquilibre? Chen a dit. «Maintenant, nous avons un exemple qui montre que ce déséquilibre particulier pourrait être, fonctionnellement, très pertinent. Donc, chaque fois que nous étudions les complexes protéiques dans la cellule, nous voulons toujours mesurer la quantité relative dans toute la cellule par rapport à leur quantité relative dans un complexe particulier. Correspondent-ils réellement?
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