Potentieel doelwit voor nieuwe antibiotica

Onderzoekers hebben een uniek mechanisme in bacteriën geïdentificeerd dat zou kunnen helpen bij de ontwikkeling van nieuwe antibiotica voor ziekten, zoals aids en infecties van weke delen, volgens een nieuwe studie.
De studie, uitgevoerd door onderzoekers van het Charles E. Schmidt College of Medicine in Florida Atlantic University, is online gepubliceerd in de Journal of Biological Chemistry.
Volgens Ravi K. Alluri, een pre-doctorale student in de afdeling biomedische wetenschappen en Dr. Zhongwei Li, Ph.D., universitair hoofddocent biomedische wetenschappen aan het Charles E. Schmidt College of Medicine van FAU, leeft elk organisme op hetzelfde principe dat genen de productie van eiwitten aansturen.

Transfer RNA (tRNA) is een adaptermolecuul dat bestaat uit RNA (meestal 73 tot 93 nucleotiden lang), dat door alle levende organismen wordt gebruikt om de vierletterige genetische code (ACGU) in messenger-RNA (mRNA) te overbruggen met de twintigletterige code van aminozuren in eiwitten. Het team benadrukt dat dit proces afhankelijk is van tRNA's als een noodzakelijke component van eiwitvertaling en in eerste instantie wordt geproduceerd als een voorloper met een extra deel aan het 5'- en 3'-uiteinde, en soms ook in het midden. Deze extra delen moeten worden verwijderd door RNA-verwerking voordat tRNA kan functioneren tijdens de productie van eiwit.
De verwerking van het 3'-uiteinde van tRNAs is aanzienlijk gecompliceerder en is pas recent onthuld in sommige organismen. Organismen, die een celkern zoals mensen bevatten, lijken het einde van tRNA's 3 op een vergelijkbare manier te verwerken. Om het tRNA bouwstenen voor eiwitten te laten dragen, moet het volledig worden verwerkt.
Alluri merkte op: "Intrigerend lijken bacteriën het 3'-uiteinde van tRNA heel anders te verwerken en proberen we nog steeds de verschillende enzymen genaamd RNases te onthullen, die de 3 'extra delen van tRNA-precursors verwijderen."
Hij legt uit dat terwijl sommige van de RNases het RNA in het midden knippen, anderen het RNA van het 3'-uiteinde knippen. De meerderheid van de bacteriële routes vereisen meerdere RNases om de verwerking van tRNA 3 'te voltooien.
Li legde uit: "Weten hoe tRNA wordt verwerkt in verschillende soorten bacteriën is niet alleen belangrijk om te begrijpen hoe bacteriën leven, maar ook om nieuwe antibiotica te ontwikkelen die specifiek bacteriële pathogenen bestrijden."
Het huidige werk van Alluri en Li is gebaseerd op de bacterie Mycoplasma genitalium, de op een na kleinste ziekteverwekker die bekend staat als een vrij levend organisme waarvan men denkt dat het onvruchtbaarheid veroorzaakt. Het genoom van Mycoplasma genitalium bevat slechts ongeveer 10% van de genen die zijn ontdekt in andere veel voorkomende bacteriën, maar het bevat geen van de bekende RNases voor de verwerking van tRNA 3 en moet daarom een ??andere RNase gebruiken om dit te doen.

Alluri verklaart:

"Wat we met Mycoplasma genitalium hebben ontdekt, is dat het een volledig andere RNase gebruikt, RNase R genoemd, om het 3'-uiteinde van tRNA te verwerken. RNase R kan het 3 'extra deel van een tRNA-voorloper trimmen om een' functioneel 'tRNA te maken. is zelfs slim genoeg om een ??aantal structurele kenmerken in het tRNA te herkennen en te vertellen waar het trimmen moet stoppen zonder het volwassen tRNA te schaden. "

Een nieuw mechanisme van de verwerking van tRNA 3 'is het vermogen van RNase R om de 3' extra RNA-basen volledig te verwijderen in een enkele trimreactie. Andere mycoplasma's hebben gewoonlijk kleine genomen en hebben de neiging om mogelijk tRNA op dezelfde manier te verwerken. Het feit dat er slechts één enzym nodig is om deze gecompliceerde taak uit te voeren, bespaart genetische bronnen voor mycoplasma's.
Li verklaarde: "Belangrijk is dat het blokkeren van de functie van RNase R in mycoplasma's de productie van eiwitten kan stoppen en de bacteriën kan doden, waardoor RNase R een uitstekend doelwit is van nieuwe antibiotica voor de behandeling van mycoplasma-infectie."
Geschreven door Grace Rattue