Badania nad białkami błonowymi
Zaletą NMR w stanie stałym jest łatwość przygotowania próbki i możliwość prowadzenia badań w mającym odniesienie do rzeczywistości biologicznej środowisku fosfolipidów. Stosując też metody neutronowe, naukowcy byli w stanie dokładnie określić strukturę zbitek białkowo-lipidowych. W ramach projektu "Neutrons for membrane protein structure, interactions, and assembly" (NEMPSIA) badano strukturę przeciwbakteryjnych kompleksów peptydowych, kompleksów lipidu II z peptydami i białek błonowych bakteriofagów filamentowych. Wybrano te bioczęsteczki na podstawie ich domniemanej wartości przy tworzeniu metod zwalczania bakterii. Przeciwbakteryjne kompleksy peptydów mogą zostać wykorzystane do tworzenia nowych antybiotyków i innych środków przeciwbakteryjnych, które nie będą wiązały się z powstawaniem lekoopornych superpatogenów, takich jak oporny na metycylinę Staphylococcus aureus (MRSA). Przykładem jest dostępna w handlu daptomycyna, będąca lipopeptydem. Naukowcy z powodzeniem scharakteryzowali strukturę i dynamikę tego zlepku, stosując eksperymenty SANS, mikrorównowagi kryształu kwarcu i odbicia neutronowego. Wyniki zawarto w dwóch artykułach, które są obecnie przygotowywane do publikacji. Zaburzanie syntezy ściany komórkowej bakterii jest również skuteczną metodą zwalczania zakażeń bakteryjnych. Lipid II jest głównym składnikiem bakteryjnej ściany komórkowej, lecz dane na temat jego struktury są ograniczone. Naukowcy opracowali protokół badań odbicia neutronowego i przygotowali denaturowany lipid II. Wstępne dane są już dostępne. Komórki wymagają do prawidłowego funkcjonowania wieloelementowych, makrocząsteczkowych kompleksów, lecz procesy ich składania nadal są słabo poznane. Naukowcy próbowali badań nad składaniem p8, głównego białka otoczki bakteriofaga filamentowego nazywanego fagiem B5, który atakuje bakterie Gram-ujemne. Udało się uzyskać odpowiednie ilości bakteriofaga filamentowego B5 i zobrazować je technikami mikroskopii elektronowej. Działania w ramach projektu poszerzyły naszą wiedzę o strukturze niektórych białek błonowych, ich oddziaływaniach i składaniu, a także pozwoliły opracować narzędzia użyteczne w dalszych badaniach. Wyniki będą bardzo przydatne podczas projektowania leków przeciwbakteryjnych, których stosowanie nie będzie prowadzić z czasem do powstawania szczepów lekoopornych. W rezultacie znacząco ograniczy się obciążenie służby zdrowia, spowodowane zakażeniami szczepami lekoopornymi.
Słowa kluczowe
Białka błonowe, biocząsteczki, spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, małokątowe rozpraszanie neutronów, struktura białek błonowych, przeciwbakteryjne kompleksy peptydów, lipid II, bakteriofagi, czynniki bakteriobójcze, lekooporność, daptomycyna
