В настоящее время ведутся активные исследования механизмов, используемых микроорганизмами для защиты от токсичных для них веществ.
Один из механизмов заключается в активной транспортировке токсичных веществ из клетки до того, как они смогут причинить вред. Для этого микробы используют специальные мембранные транспортные белки. В частности, у эукариотических микроорганизмов, таких как грибы эти мембранные белки относятся к семейству ABC-транспортеров ("АТФ-связывающая кассета"). Они экспортируют токсичные вещества путем расщепления АТФ, клеточного транспортера энергии.
В публикации в журнале Nature Communications группа исследователей из Германии и Великобритании представила трехмерную структуру дрожжевого ABC-транспортера Pdr5 в нескольких функциональных состояниях. Они определили эти структуры с помощью криоэлектронной микроскопии, которая позволяет исследовать биологические молекулы в их естественной форме с очень высоким разрешением, замораживая их до низких температур. Pdr5, член обширного семейства ABC-транспортеров, является представителем клинически значимой подгруппы, вовлеченной в плейотропную лекарственную резистентность. Pdr5 и его гомологи стимулируют эффлюкс лекарственных средств посредством гидролиза нуклеотидов, что позволяет таким организмам, как дрожжи и патогенные грибы, выживать в присутствии химически разнообразных противогрибковых средств.
Исследовательская группа не только показала, что Pdr5 является центральным транспортным белком в создании резистентности, обеспечиваемой мембранным белком, но и использовала раскрытые структуры для локализации сайта связывания лекарственных препаратов и определения транспортного цикла.
Более 30 лет Pdr5 является моделью для PDR белков у патогенных грибов, таких как Candida albicans. Новые результаты помогают объяснить, что именно на молекулярном уровне позволяет одному мембранному белку предотвращать проникновение в клетку структурно разнообразных молекул или эффективно транспортировать их из клетки. Предложенная исследователями модель эффлюкса объясняет плейотропное воздействие Pdr5 и открывает новые пути для разработки эффективных противогрибковых соединений. Полученные результаты могут быть использованы также в качестве основы для разработки новых препаратов, направленных на борьбу с резистентностью.
