Поэтому изменение структуры природных пептидов для получения улучшенных соединений представляет большой интерес для ученых и промышленности. Но как работают механизмы, производящие эти пептиды, до сих пор не совсем понятно.
Ученый Института открытия биомедицины Монаша (BDI), доцент Макс Крайл раскрыл ключевой аспект пептидных механизмов в статье, опубликованной сегодня в Nature Communications.
Полученные данные позволят доценту Крайлу продвинуть работу своей лаборатории по реинжинирингу гликопептидных антибиотиков для противодействия насущной глобальной угрозе, исходящей от устойчивости к противомикробным препаратам, и, в более широком смысле, для улучшения свойств пептидов в целом.
«Оборудование для синтеза пептидов часто представляет собой в основном модульные сборочные линии, причем каждый модуль состоит из различных компонентов.
Изменение того, что вы производите на этих сборочных линиях, то есть пептидов с новой биоактивностью, является «святым Граалем» в редизайне », – сказал доцент Крайл.
«Одна из вещей, которые мы пытались понять в этом исследовании, заключалась в том, откуда берется избирательность этих механизмов – они очень избирательны для создания одного конкретного пептида, и понимание того, откуда эта специфичность, является немного загадкой», – сказал он.
«Мы смогли структурно охарактеризовать часть такого механизма, который генерирует связи внутри пептидов на этапе, который ранее не был определен. Мы показали, что эти домены, ответственные за связывание аминокислот в пептиды, не играют общей роли в выборе аминокислот во время этого процесса.
«Это хорошая новость с точки зрения реинжиниринга, потому что это означает, что нам не нужно беспокоиться об изменении нескольких частей оборудования, чтобы внести изменения в одну аминокислоту, нам просто нужно сосредоточиться на изменении строительного блока, который идет в – и это довольно многообещающе."
Доцент Крайл возглавляла многопрофильную группу ученых, которые использовали различные методы для моделирования пептидных структур, включая использование австралийского синхротрона для рентгеновской кристаллографии наряду с химическими и биохимическими методами. Он сотрудничал с группами в Канберре, Брисбене и Германии, которые помогали в компьютерном моделировании и биоинформатике.
«Наша способность понимать ферменты, которые производят натуральные пептиды, является ключом к нашей способности производить улучшенные ферменты для решения таких проблем, как устойчивость к противомикробным препаратам», – сказал он. «Теперь мы действительно можем начать думать о том, как изменить восприятие механизмами различных строительных блоков, и таким образом мы можем создавать новые пептиды с улучшенными антибактериальными свойствами», – сказал он.
По его словам, в будущем сотрудничество с группой доктора Эви Стегманн из Тюбингенского университета в Германии поможет перевести результаты теоретической лабораторной работы в конечном итоге в промышленное производство новых и улучшенных антибиотиков.
Доктор Тьерри Изоре, который с тех пор покинул Monash BDI, чтобы работать в Medpace, и аспирантка Кэндис Хо из Уорикского университета, Великобритания, являются равными первыми авторами.
Работа связана с Уорикским университетом, Великобритания.
Доцент Крайл является членом Центра передового опыта ARC по инновациям в науке о пептидах и белках.