Бактерии часто применяют продуцируемые ими токсические вещества для того, чтобы использовать или убить клетки организма хозяина. Сами же бактерии способны защищаться от действия вырабатываемых ими токсинов с помощью специальных механизмов.

Рис. 1. Слева показана модель инактивации
молекулы SPN (пурпуровый цвет) молекулой IFS
(оранжевый цвет). В правой верхней части рисунка
представлен IFS связанный с SPN. В правой
нижней части рисунка представлен IFS не связанный
с SPN. (кликните картинку для увеличения).

В настоящее время медики из Вашингтонского университета смогли описать В настоящее время медики из Вашингтонского университета смогли описать один из таких защитных механизмов. Учёные приблизились к созданию нового способа борьбы с патогенными бактериями, предполагающего использование бактериальных токсинов против самих бактерий. Авторы исследований определили структуру токсина, вырабатываемого бактериями Streptococcus pyogenes (распространённый вид стрептококков, являющийся причиной широкого спектра заболеваний инфекционной природы), и соответствующего антитоксина, который связывает токсическое вещество, делая его неактивным.

«Стрептококки, так сказать, вынуждены вырабатывать антитоксин. Если они не смогут вырабатывать антитоксин, то, просто, погибнут» – говорит Крейг Смит (Craig L. Smith, ведущий автор исследований).

По этой причине Крейг Смит и его коллеги попытались инактивировать антитоксическое вещество бактерий. Учёные обратили внимание на то, что в свободном состоянии антитоксин способен менять свою конформацию.

«Эту особенность мы и хотели использовать.» – говорит Томас Эленбергер (Thomas E. Ellenberger, заведующий кафедрой биохимии и молекулярной биофизики медицинской школы Вашингтонского университета).

По его словам, химическое вещество, которое способно стабилизировать неактивную форму антитоксина, смогло бы направить активность исследуемого токсина против самой бактерии.

В случае с бактериями Streptococcus pyogenes учёные рассматривали токсин, известный как бета-НАД±гликогидролаза (SPN). Ранее нынешними соавторами исследований было установлено, что токсичность SPN обусловлена способностью данного соединения истощать все запасы НАД+, который играет важную роль в поддержании нормального протекания процессов клеточного метаболизма. Антитоксин, способный инактивировать SPN, известный как IFS (immunity factor for SPN), блокирует доступ SPN к клеточным запасам НАД+.

Определив структуру изучаемого токсина, авторы исследований намерены найти активное вещество, которое способно направить действие бактериального токсина против самих бактериальных клеток, не позволяя антитоксину инактивировать действие бактериального токсина в необходимый для бактерий момент. По словам авторов, сама структура исследуемого токсина говорит о том, как работает антитоксин, защищая бактериальную клетку.