Международная группа ученых обнаружила фермент аминовалерамидидинсинтетазу (AvaS), который участвует в химической модификации РНК бактерий. Исследователи впервые связали фермент, зависящий от пиридоксальфосфата (PLP), с изменением транспортной РНК (тРНК). Работа может помочь лучше понять адаптацию бактерий к стрессу и найти новые мишени для противомикробных препаратов.
Исследование возглавили специалисты междисциплинарной группы по устойчивости к противомикробным препаратам SMART AMR при Singapore-MIT Alliance for Research and Technology совместно с учеными Массачусетского технологического института, Наньянского технологического университета и учреждений США, Польши и Франции. Результаты опубликованы 9 сентября в журнале Nature Chemical Biology в статье «Pyridoxal phosphate-dependent biosynthesis of aminovaleramide by AvaS in tRNA». С текстом работы можно ознакомиться на сайте Nature Chemical Biology.
Фермент AvaS формирует модификацию тРНК, известную как аминовалерамидцитидин (ava2C), у бактерии Pseudomonas aeruginosa. Этот микроорганизм способен вызывать тяжелые инфекции, включая пневмонию и сепсис. Ранее ava2C находили у нескольких бактерий и растений, однако фермент, отвечающий за ее образование, оставался неизвестным.
Для поиска AvaS ученые использовали платформу SMART AMR для высокопроизводительного профилирования модификаций РНК методом жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии. Они проверили тысячи мутантов P. aeruginosa и установили, что фермент применяет PLP — производное витамина B6 — для превращения другой модификации, лизидина (k2C), в ava2C. Наличие этой модификации также подтвердили у Acinetobacter baumannii, Vibrio cholerae и растения Arabidopsis thaliana.
По данным исследователей, ava2C влияет на считывание генетического кода и помогает бактериям быстрее и эффективнее производить белки, адаптируясь к метаболическому и окислительному стрессу. «Наше открытие впервые показало, что ферменты, зависящие от PLP, могут напрямую модифицировать тРНК, расширив наши знания и понимание химии модификации РНК», — заявила научный сотрудник SMART AMR, первый автор и один из авторов-корреспондентов работы Джинцзин Сун.
Профессор Массачусетского технологического института и один из руководителей SMART AMR Питер Дедон назвал открытие важным шагом в изучении процессов, связанных с устойчивостью к противомикробным препаратам. Команда намерена выяснить, как ava2C влияет на стрессовые реакции и обмен веществ бактерий, а также можно ли нарушить или предотвратить образование этой модификации. Исследование SMART поддержал Национальный исследовательский фонд Сингапура в рамках программы Campus for Research Excellence and Technological Enterprise.