Notícia

Estrutura enzimática bacteriana abre portas para novos antibióticos

Fonte

Universidade Cornell

Data

sexta-feira, 12 junho 2020 12:10

Áreas

Bioquímica. Desenvolvimento de Fármacos. Farmacologia.

As bactérias crescem cada vez mais resistentes a antibióticos, mas novas pesquisas revelam como certas enzimas podem ser exploradas para desenvolver novas classes de medicamentos para combater infecções bacterianas.

Recentemente, uma pesquisa liderada por cientistas da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, examinou como um tipo de enzima – chamado endopeptidase – é regulado para “quebrar” as paredes celulares em um processo que permite o crescimento de bactérias. As descobertas abrem as portas para o desenvolvimento de pequenas moléculas que exploram essas enzimas para destruir as paredes celulares bacterianas e matar os patógenos.

“Precisamos de novas abordagens para encontrar novos antibióticos e a parede celular mostrou ser um alvo muito poderoso”, disse o Dr. Tobias Dörr, professor do Instituto Weill de Biologia Celular e Molecular e do Departamento de Microbiologia da Universidade Cornell e principal autor do artigo.

As paredes celulares bacterianas são finas como cascas de ovos, mas sob pressão constante a partir de seu interior; eles também devem ser flexíveis e também devem permitir que a célula cresça, disse o Dr. Dörr. As endopeptidases permitem que as paredes cresçam cortando orifícios nas paredes celulares, que são preenchidos por outras proteínas.

O estudo investigou como esse sistema é regulado nas bactérias da cólera. Trabalhando com os co-autores do estudo, o Dr. Yuxin Mao, professor do Instituto Weill, e o Dr. Mark Saper,  da Universidade de Michigan, a equipe usou a cristalografia de raios-X para encontrar a estrutura das endopeptidases. Eles identificaram duas estruturas: uma estrutura aberta ativa que permitia que a enzima se ligasse à parede celular e outra forma fechada e inativa. Eles então criaram mutações que promoviam a forma aberta, na qual encontraram atividade aprimorada. Em colaboração com o Dr. Felipe Cava, na Universidade de Umea, na Suécia, eles descobriram que, notavelmente nesse estado, as enzimas destruíram as paredes celulares em minutos.

Esse conhecimento fornece orientações para o desenvolvimento de uma molécula pequena que pode impedir que a estrutura ativa da endopeptidase aberta volte à forma inativa.

“Esperamos poder realmente identificar algumas estruturas químicas que permitiriam bloquear essa estrutura na conformação aberta”, disse o Dr. Dörr.

Outra opção, disse o pesquisador, poderia ser encontrar uma maneira de manter as endopeptidases em sua forma inativa. “Quando inativa, a célula não pode crescer e fica presa na casca do ovo”, explicou o Dr. Dörr. Tais estratégias podem levar a novos tipos de antibióticos de amplo espectro.

A penicilina e antibióticos relacionados funcionam inibindo a síntese da parede celular – corrigindo dos orifícios feitos pelas endopeptidases.

“Se conseguirmos entender como as endopeptidases e outras enzimas produzem esses orifícios, poderemos encontrar outras maneiras de induzir a mesma resposta”, concluiu o Dr. Tobias Dörr.

O estudo foi publicado na revista científica Proceedings da Academia Nacional de Ciências.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Cornell (em inglês).

Fonte: Krishna Ramanujan, Universidade Cornell. Imagem: bactérias Escherichia coli expostas à penicilina. Fonte: Divulgação, Universidade Cornell.

 

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