8 oktober 2018

Eiwitcomplex speelt essentiële rol in onderhoud bacterieel membraan

Werking eiwitcomplex ontrafeld, mogelijke nieuwe aanvalsroute antibiotica

Utrechtse onderzoekers hebben belangrijke nieuwe inzichten verkregen in de werking van een eiwitcomplex dat het buitenste membraan van een bacterie onderhoudt. Het uitschakelen van dit eiwitcomplex leidt ertoe dat het membraan niet langer in stand kan blijven, waardoor de bacterie sterft. Dit kan een veelbelovende nieuwe aanvalsroute zijn voor antibiotica. De onderzoekers publiceren hun bevindingen op 8 oktober in Nature Comunications.

“Veel huidige antibiotica doden bacteriën door een gat te slaan in het buitenste membraan”, vertelt Marc Baldus, hoogleraar NMR Spectroscopie en hoofdauteur van de publicatie. “Met deze nieuwe kennis weten we dat we het membraan ook op een andere manier kunnen aanvallen: door ervoor te zorgen dat de bacterie hem niet meer kan onderhouden. Het is als het ware een andere manier om een auto te saboteren: niet direct de motor slopen, maar de oliepomp uitschakelen, waardoor de auto oververhit raakt en vanzelf kapot gaat.”

950 MHz
De NMR-faciliteit van de Universiteit Utrecht

Eiwitcomplex in actie

Het was al langer bekend dat dit eiwitcomplex een rol speelt in het buitenste membraan van de bacterie. “Maar we wisten nog niet hoe precies,” vertelt Baldus. De onderzoekers bestudeerden het eiwitcomplex met NMR, nucleair-magnetische resonantie. “Dat werkt eigenlijk net als een MRI-scanner in een ziekenhuis, maar dan op atomair niveau. We hebben nu voor het eerst het eiwitcomplex in actie kunnen zien, waardoor we beter begrijpen hoe deze eiwitmachine werkt én dat hij essentieel is voor het voortbestaan van de cel.”

Nieuwe antibiotica

Dit nieuwe inzicht kan leiden tot nieuwe soorten antibiotica, legt Baldus uit. “Bacteriën die een resistentie hebben ontwikkeld tegen huidige antibiotica zijn nog wel vatbaar voor deze nieuwe aanvalsroute.” Antibioticaresistentie is een steeds groter probleem, met een groeiend aantal bacteriën die zich weten te wapenen tegen onze huidige medicijnen. “Er is nog veel vervolgonderzoek nodig om deze nieuwe antibiotica te ontwikkelen, maar deze kennis is een belangrijke eerste stap.”

Publicatie

Formation of the β-barrel assembly machinery complex in lipid bilayers as seen by solid-state NMR
Cecilia Pinto, Deni Mance, Tessa Sinnige, Mark Daniëls, Markus Weingarth and Marc Baldus*
Nature Communications, 8 oktober 2018, DOI 10.1038/s41467-018-06466-w
* Alle auteurs zijn verbonden aan de Universiteit Utrecht