Высокомощные рентгеновские лучи SLAC выявили потенциальную мишень препарата у H. pylori, вызывающих язву бактерии, которые заражают половину населения мира.
В 1982 году австралийские ученые извлекли бактерии из желудка человека, выращивали их в чашке Петри и идентифицировали их как причину язв и гастрита. Три десятилетия спустя ученые теперь использовали мощные рентгеновские лучи в Национальной лаборатории ускорителей SLAC в Стэнфорде, чтобы выявить потенциальный способ напасть на обычные желудочные бактерии.
По крайней мере половина населения мира несет бактерии, Helicobacter pylori и сотни миллионов людей, страдающих проблемами со здоровьем, которые в конечном счете увеличивают шансы развития рака желудка. Современные методы лечения требуют сложного режима ингибиторов желудочной кислоты и антибиотиков, последние из которых имеют побочный эффект без разбора полезных бактерий.
H. pylori – надежная бактерия, способная процветать в окружающей среде, которая является каустической, как автомобильная аккумуляторная кислота. Существенным для выживаемости H. pylori являются крошечные белковые каналы внутри клеточной мембраны. Мочевина из окружающих желудочных соков проходит через эти каналы и в бактерии, которая превращает мочевину в аммиак, который защищает его от кислоты.
Блокирование каналов отключит эту защитную систему, что приведет к новому лечению людей с инфекцией.
Используя рентгеновское излучение из стэндфордского синхротронного лучевого источника SLAC (SSRL), «мы расшифровали трехмерную молекулярную структуру очень перспективной лекарственной мишени», – сказал Хартмут «Худель» Луекке, исследователь из Калифорнийского университета и Ирвина исследователь на бумаге, опубликованный онлайн 9 декабря в Nature.
Решить структуру белка, чтобы найти конкретную область для цели, было непросто. Известно, что трудно кристаллизовать мембранные белки, что является предпосылкой для использования кристаллографии белка, первичной методики визуализации белковых структур. Этот метод отбрасывает рентгеновские лучи от электронов в кристаллизованном белке, который генерирует экспериментальные данные, используемые для построения трехмерной карты атомов белка.
«Мы собрали более 100 отдельных наборов данных и попробовали множество методов структурной детерминации», – сказал Майк Солтис, руководитель группы структурной молекулярной биологии SSRL, которая работала с Luecke и его командой для создания трехмерной карты атомной структуры.
«Это самая сложная структура, которую я когда-либо расшифровывал, и я делаю это с 1984 года», – сказал Луекке. «Вы должны попробовать всевозможные трюки, и эти кристаллы сражались с нами на каждом шагу. Но теперь, когда у нас есть структура, мы достигли захватывающей части – перспективы создания конкретных, безопасных и эффективных способов нацелить этот патоген и уничтожить его ».
Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения, Национальным онкологическим институтом, Центром по биомерамбранам UC-Irvine и Администрации ветеранов США.