I ricercatori trovano una proteina piccola ma potente nella membrana batterica

ENGINEERINGNET.BE – I biologi classificano i batteri in due gruppi principali: batteri Gram-positivi, caratterizzati da un’unica membrana, e batteri Gram-negativi, caratterizzati da una membrana interna ed esterna.

È questa seconda membrana che rende più difficile il trattamento dei batteri Gram-negativi. La membrana esterna forma uno strato protettivo essenziale che protegge le cellule da fattori di stress ambientale come peptidi antimicrobici e antibiotici.

L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha stilato una lista dei dieci agenti patogeni più preoccupanti. Non sorprende che questo elenco sia popolato principalmente da batteri Gram-negativi.

Da tempo gli scienziati cercano i punti deboli di questi batteri a doppia parete. Un team di ricercatori belgi del Centro VIB-VUB per la biologia strutturale ha fatto un importante passo avanti.

Sebbene la membrana esterna fornisca uno scudo protettivo contro i batteri, non è infallibile. Sotto l’attacco di fattori di stress esterni come i peptidi antimicrobici, i fosfolipidi nella membrana esterna si aggregano come chiazze d’olio sulla superficie dei batteri.

Queste aree deboli corrono il rischio di scoppiare sotto la pressione dell’acqua nelle cellule, causando la fuoriuscita del contenuto cellulare e la conseguente morte dei batteri. Questo processo è chiamato decomposizione nella terminologia scientifica.

È qui che entra in gioco SlyB, una proteina con una funzione precedentemente sconosciuta. Quando le cellule avvertono uno stress che indebolisce la membrana, SlyB entra in azione.

La proteina migra verso i fosfolipidi fuoriusciti e forma strutture di nanodischi a forma di anello che ricordano un salvagente. I nanodischi SlyB rivestono le proteine ​​presenti nelle aree interessate della membrana esterna.

L’attività di SlyB protegge le proteine ​​e rafforza le aree più deboli della membrana esterna, prevenendo un’eccessiva perdita di proteine ​​essenziali e garantendo la sopravvivenza dei batteri. Senza SlyB, la membrana si indebolisce e i batteri muoiono per lisi.

“Con la nostra scoperta, abbiamo acquisito una visione approfondita di come i batteri Gram-negativi si proteggono dalle condizioni destabilizzanti della membrana”, afferma Arne Janssens, dottorando presso il Centro VIB-VUB di biologia strutturale.

Questo studio non solo porta a conoscenze fondamentali su una nuova famiglia di proteine ​​che formano nanodischi, ma fornisce anche strumenti innovativi per combattere i batteri. I ricercatori stanno già compiendo i passi successivi nella loro ricerca per utilizzare le proprietà uniche di SlyB a nostro vantaggio.

Le proteine ​​della membrana batterica nei nanodischi vengono purificate e utilizzate nei vaccini per stimolare il sistema immunitario. In questo modo il corpo può riconoscere meglio le minacce in arrivo.

Questa scoperta offre anche prospettive per lo sviluppo di nuovi farmaci che impediscono ai batteri Gram-negativi di formare il nanodisco, rendendoli incapaci di difendersi.