Итальянские ученые проследили при помощи синхротрона European Synchrotron Radiation Facility в Гренобле, как золотистые стафилококки извлекают железо из гемоглобина крови зараженного человека.

Staphylococcus aureus — распространенная условно патогенная бактерия, которая безвредно живет на коже и в носовых ходах многих людей, но при ослаблении иммунитета или повреждении кожных покровов способна вызывать самые разные заболевания — от угрей до пневмонии и сепсиса. Кроме того, S. aureus — частая причина внутрибольничных инфекций. К сожалению, некоторые ее штаммы приобрели устойчивость к антибиотикам.

Ученые знают, что стафилококки, размножаясь в организме больного, паразитируют, потребляя железо из его гемоглобина. Этот процесс проходит с участием белка IsdB.
Пойманы с поличным: извлечение гема из гемоглобина

Короткие рентгеновские вспышки, облучающие раствор, и анализ их рассеивания позволили детально картировать последовательность молекулярных событий «хищения» железа микробами.

На основе полученных данных построена кинетическая модель белок-белковых взаимодействий в реальном времени. Из нее следует, что IsdB забирает гем из гемоглобина только тогда, когда связан с обеими его цепями. Это, по-видимому, помогает бактерии добиться максимальной эффективности процесса.

Полученные результаты станут основой для разработки лекарств, пресекающих «кражу».

«Зная весь механизм, легче сосредоточиться на конкретном этапе, который может быть более эффективно подавлен», — пояснил профессор Лука Ронда с кафедры медицины и хирургии Пармского университета.

Новые возможности изучения динамических структур белков

Метод рассеяния рентгеновских лучей с временным разрешением (Time-resolved x-ray solution scattering — TR-XSS) может быть применен для изучения и других биологических взаимодействий. В отличие от оптической спектроскопии и флуоресценции, нацеленных на отдельные участки белка, TR-XSS чувствителен к изменениям его структуры в целом.