2017-03-06

Ключ к антибиотикорезистентности найден в комодском варане

Белковые фрагменты, обнаруженные в крови комодского варана (Varanus komodoensis), могут стать одними из ключей к решению проблемы устойчивости бактерий к антибиотикам. Группа исследователей из Университета Джорджа Мейсона при участи коллег из Политехнического института Вирджинии и Университета Флориды изучила кровь этих необычных рептилий и нашла в ней дефензины, катионные антимикробные пептиды длиной до 50 аминокислотных остатков.

Дефензины, обнаруженные около 20 лет назад в гемолимфе насекомых, нейтрофилах человека, слизи, покрывающей кожу лягушек, синтезируются в виде больших предшественников с сигнальными последовательностями, которые затем модифицируются либо в результате отщепления части последовательности, либо в результате гликозилирования или галогенирования. Все антимикробные пептиды являются амфипатическими молекулами. У них есть и гидрофобный участок, который реагирует с липидами, и гидрофильный участок, взаимодействующий с водой или отрицательно заряженными ионами. Молекулы антимикробных пептидов как правило положительно заряжены, что помогает им взаимодействовать с отрицательно заряженными мембранами бактерий.

Это именно та часть иммунной системы, которая помогает человеку не умереть от инфекции, пока формируется специфический антительный ответ, подчеркнула биохимик Моник ван Хек, одна из авторов исследования. Похоже, что дефензины защищают и комодского варана, но его ситуация может считаться уникальной: как было показано в 2010 году J. J. Bull et al., во рту «дракона» обитают как минимум 57 видов смертельно опасных бактерий, который помогают ящерице охотиться на крупную добычу, такую как буйволы: варану достаточно укусить жертву, после чего бактерии быстро доделают начатое.

Сама же рептилия остается в живых и после поедания инфицированной пищи, да и постоянное соседство с агрессивной микрофлорой ему не мешает. Авторы исследования полагают, что это связано с наличием в крови варана 48 особо мощных дефензинов, 47 из которых происходят от гистонов, обширного класса ядерных белков.

По полученной последовательности аминокислот ученые синтезировали 8 дефензинов варана и протестировали их на синегнойной палочке, Pseudomonas aeruginosa (ATCC 9027), и MRSA, метициллин-резистентном золотистом стафилококке, Staphylococcus aureus (ATCC 25923), известных возбудителях госпитальной инфекции.

Из восьми пептидов семь оказались эффективными против обоих штаммов, один - только против синегнойной палочки. В будущем исследователи намерены протестировать новые дефензины на других возбудителях, а также выяснить, являются ли они видоспецифичными для комодского варана или их можно обнаружить и у других живых существ, включая человека.

 

Barney M. Bishop et al., Discovery of Novel Antimicrobial Peptides from Varanus komodoensis (Komodo Dragon) by Large-Scale Analyses and De-Novo-Assisted Sequencing Using Electron-Transfer Dissociation Mass Spectrometry // J. Proteome Res., 2017; DOI: 10.1021/acs.jproteome.6b00857