Взаимодействие тетрациклина с рибосомами E. coli

• Автор: Анохина, Мария Михайловна
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил

Такая высокая степень структурной сложности рибосомы вполне соответствует сложности ее биологической функции и размерам субстратов, с которыми она взаимодействует мРНК и тРНК. Субстратами рибосомы являются молекулы аминоацилтРНК, для которых существуют три различных участка связывания с рибосомой А аминоацил, Р пептидил и Евыход участки. Каждый участок распределен между двумя субчастицами, что может приводить к существованию, по крайней мере, шести различных гибридных участков взаимодействия тРНК с рибосомой. Естественно, что при этом тРНК должна располагаться на интерфазе субчастиц 8, то есть между ними. Молекулярные механизмы, с помощью которых рибосома выполняет свои функции, во многом остаются неизученными. Для исследования индивидуальных компонентов рибосомы были приложены колоссальные усилия, которые потребовали разработки и применения множества новых подходов. Самым ярким примером является так называемый филогенетический подход для предсказания двутяжевых участков протяженных молекул рРНК, результаты которого блестяще подтвердились данными РСА рибосомы. В настоящее время благодаря данным, полученным i viv для клеток с мутантными рибосомами 9, а также изучению механизмов блокирования различных этапов белкового синтеза антибиотиками , можно утверждать, что рибосома это динамичная структура. С другой стороны, безусловно медленный прогресс в изучении структуры рибосом нельзя было ускорить просто потому, что рибосома имеет очень сложную структуру, которая сложилась изначально, на самых ранних этапах эволюции. Одним из первых шагов на пути установления структуры рибосом было изучение ее морфологии с помощью электронной микроскопии. В последние годы существенный прогресс был достигнут в выяснении структуры рибосомных субчастиц, самой рибосомы и ее функциональных комплексов с помощью криоэлектронной микроскопии. Используя большой массив биохимических данных для большинства белков и рРНК, на основе криоэлектронной микроскопии для каждой субчастицы были построены модели с разрешением А. В настоящее время антибиотики являются основным средством борьбы с инфекционными заболеваниями человека и животных. Проблема борьбы с устойчивыми штаммами в настоящее время стоит достаточно остро. Для ее решения необходимо комплексное изучение механизмов взаимодействия антибиотиков как с мишенями, определяющими чувствительность, так и с мишенями, определяющими устойчивость бактериальных клеток. Конечная цель таких исследований дать рекомендации по рациональному дизайну антимикробных агентов, способных эффективно воздействовать на устойчивые штаммы. Тетрациклин Тс является традиционным и популярным антибиотиком широкого спектра действия, который используется в медицине, ветеринарии и пищевой промышленности. Тетрациклиновые антибиотики привлекли большое внимание исследователей благодаря их важному практическому значению. Обладая широким антибиотическим спектром активны в отношении граммположительных и грамморицательных бактерий, риккетсий и др. Тс проникает в бактериальную клетку путем пассивного транспорта через мембрану и взаимодействует с рибосомой, ингибируя трансляцию, что приводит к гибели клетки . Существует два вида бактериальной устойчивости к Тс, не сопровождающихся разрушением антибиотика. Один из них это включение с помощью белкарепрессора транскрипции ТеКР механизма по выводу Тс из клетки , другой вовлечение ЕРС подобных белков, которые обеспечивают защиту рибосомы. К таким белкам относятся Те и ТеЦЬЛ , . В клетках прокариот основной мишенью для Тс является рибосома, взаимодействие с которой приводит к ингибированию биосинтеза белка . РНК с участком рибосомы , , . Хотя, на сегодняшний день, точный молекулярный механизм взаимодействия Тс с бактериальной рибосомой до сих пор окончательно не выяснен. Так, например, предполагают, что Тс не является прямым конкурентным ингибитором связывания тРНК с рибосомой в участке кодонантикодонового взаимодействия, а может аллостерически ослаблять взаимодействие между рибосомой и тРНК . Только корреляция всех групп данных, полученных i viv, i vi и методом рентгеноструктурного анализа, позволит выяснить детальный молекулярный механизм действия Тс.