Иммунная система направлена ​​на путь витамина B12 для нейтрализации бактерий

vitamin b12
                Химическая структура витамина В12. Предоставлено: Википедия.

Почти 1,8 миллиарда человек во всем мире инфицированы Mycobacterium tuberculosis (Mtb), распространенной и иногда смертельно опасной бактерией, которая ежегодно вызывает миллионы случаев туберкулеза. Бактерии, которые эволюционировали вместе с людьми на протяжении тысячелетий, разработали способы захвата питательных веществ из организма человека для его собственной пользы. У людей есть одинаково сложные способы дать отпор.
                                                                                       

В новом исследовании, появившемся в журнале Science, команда, возглавляемая исследователями из Мичиганской медицины, работающими с сотрудниками из Гарварда, обнаружила особый механизм, с помощью которого «оружие» используется иммунной системой. , называется itaconate, предназначается для Mtb.

Исследователи только недавно обнаружили, что итаконат вырабатывается иммунной системой в больших количествах при атаке. Пока что то, как итаконат разоружает болезнетворные бактерии, остается загадкой.

Mtb прячется внутри человеческих иммунных клеток, используя холестерин для энергии, необходимой для роста и размножения. Во время этого процесса бактерии вырабатывают токсичное промежуточное соединение под названием пропионат, от которого оно должно избавиться.

Одна из стратегий удаления пропионата основана на витамине В12, полученном из организма человека. «В12 является очень интересным витамином, так как он требуется в очень низких концентрациях нашими клетками, возможно, самым низким из всех витаминов, но он необходим для жизни», — говорит Рума Банерджи, доктор биологических наук, профессор биологической химии и старший научный сотрудник. Автор новой статьи.

Биологически активная форма витамина, называемая коэнзимом В12, была открыта более 60 лет назад и участвует в клеточном метаболизме. Коэнзим B12 позволяет очень сложной химии происходить в бактериях и клетках человека, потому что он выделяет радикалы или неспаренные электроны, которые в противном случае вызывают очень сложные химические реакции.

Как правило, радикалы очень нестабильны и поэтому недолговечны. «В организме свободные радикалы вызывают повреждение клеток и ДНК, потому что они очень реактивны», — говорит Банерджи. Она объясняет, что пара радикалов (называемых бирадикалом), генерируемых коэнзимом В12, настолько реактивна, что возникает вопрос о том, как фермент способен ее содержать и использовать.

Команда смогла показать, что активированная форма итаконата, называемая итаконил-КоА, блокирует B12-зависимый путь в туберкулезной бактерии, не давая ей использовать пропионат для роста. Он делает это, действуя как приманка, «обманывая B12-зависимый фермент, используя итаконил-КоА в качестве субстрата, который затем приводит к самоубийству одного из радикалов», — говорит Банерджи.

Более того, реакция итаконил-КоА/коэнзим В12 дает стабильный бирадикал, который задерживается более часа, а не быстро исчезает. Это позволило ведущему автору Маркусу Рутцу, доктору философии, из отдела биологической химии в сотрудничестве с группой структурной биологии во главе с доктором философии Маркосом Кутмосом, кафедрой химии в УМ, выращивать кристаллы фермента, содержащего бирадикал и получить его трехмерную структуру.

«Это первый раз, когда кто-нибудь видел этот бирадикал», — говорит Рютц. «Понимание того, как фермент может использовать такую ​​реакционную способность, может позволить нам повторно использовать метод и может иметь неоценимое значение с точки зрения химии», — добавил Кутмос.

Это новое наблюдение может также начать объяснять, почему от 3% до 5% человеческой популяции несут мутантный ген. «Люди с мутацией в гене CLYBL не имеют явных побочных эффектов, за исключением того, что их уровень B12 немного ниже», — говорит Банерджи, который полагает, что это может дать преимущество против инфекции.

Spread the love