"Legionella pneumophila" pod okiem naukowców z SGGW

Białko efektorowe SidJ
 

- W swojej pracy wykorzystuję niestandardowe podejścia. Stosuję niestandardowe narzędzia bioinformatyczne, które wraz z wiedzą na dany temat pozwalają mi zauważyć podobieństwo ewolucyjne białek na granicy wykrywalności. Dzięki temu jestem w stanie znaleźć nowe rodziny białek, co czyni moją pracę unikalną. Jedno z białek Legionelli okazało się białkiem o bardzo odległym podobieństwie do kinazy – wyjaśnia. – Zdecydowaliśmy z dr. hab. Krzysztofem Pawłowskim – moim promotorem – że przekażemy odkrycie naszym współpracownikom, grupie badawczej dr. Vincenta Tagliabracciego. Badania wykazały, że zaobserwowana kinaza wiąże cząstkę ATP (podobnie jak robią to kinazy), ale potem doczepia do białka zamiast fosforanu resztę AMP (adenozynomonofosforanu), czyli ampyluje. Okazało się także, że ampylacja jest etapem pośrednim w procesie glutamylacji, czyli przełączenia glutaminianu do centrum aktywnego innego enzymu bakteryjnego, SidE. Odkryte białko okazało się zatem być tzw. pseudokinazą, czyli białkiem mającym zachowaną strukturę kinazy, ale nie posiadającym funkcji kinazy.

- Należy zaznaczyć, że SidE to rodzina białek efektorowych – ligaz, które przeprowadzają bakteryjną ubikwitynację. Ubikwitynacja jest procesem przyłączenia ubikwityny do białka. Występuje ona powszechnie wśród eukariontów i ma ona wiele funkcji, m.in. degradację białek. Eukariotyczny typ ubikwitynacji nie występuję u bakterii, u nich odkryto inny typ tego procesu. To znaczy, że między białkiem ubikwitynowanym a ubikwityną tworzony jest dodatkowo specjalny mostek , którego enzymy eukariotyczne (deubikwitynazy, mające antagonistyczne działanie do ubikwitynaz) nie są w stanie rozerwać – tłumaczy M. Gradowski. – Ubikwitynazy eukariotyczne dają etykietki białkom do degradacji, w tym efektorom bakterii. Bakteria tego nie chce, dlatego ubikwitynuje (bakteryjnie) białka eukariotyczne i zakłóca ten proces. Oprócz tego zmniejsza pulę wolnej ubikwityny w komórce gospodarza (przyłącza ją nierozerwalnie dla eukariontów do cząstek wody). Dzięki temu chroni swoje efektory. Ubikwitynacja bakteryjna to toksyczny proces dla eukariotycznej zainfekowanej komórki. Niekontrolowany prowadziłby do śmierci komórki gospodarza przez wyłączenie większości jego białek, a co z tym idzie procesów komórki. A bakteria chce przecież żyć, czerpiąc korzyści z gospodarza. I ma na to sposób – białko SidJ. SidJ reguluje działanie ligaz SidE poprzez blokowanie ich aktywności. SidJ działa tylko w obrębie komórki infekowanej dzięki temu, że wiąże białko występujące tylko u eukariontów – kalmodulinę. Po związaniu kalmoduliny SidJ jest aktywowane. W ten sposób bakteria „chroni” się przed jego działaniem.

- Wykorzystanie blokowania białek SidE to świetny pomysł, ponieważ w odpowiedzi na to działanie białka bakterii będą degradowane i bakteria nie będzie mogła rozmnażać się w komórkach gospodarza. Jeżeli udałoby się stworzyć specyficzne białko (sztuczny bloker) dla SidE, które działa jak SidJ, to bylibyśmy w stanie zatrzymać proces infekcji. Albo nawet aplikować SidJ sztucznie, od razu po wykryciu infekcji – podsumowuje Marcin Gradowski.