חוקרים מאוניברסיטת אומאו בשוודיה, בראשות פרופסור פליפה קאווה, זיהו משפחה חדשה של אנזימים שיוצרת סוג ייחודי של קישור צולב בין אבני הבניין של דפנות תאים חיידקים. גילוי זה עשוי לסייע בפיתוח אנטיביוטיקה חדשה נגד מחלות זיהומיות.
דפנות תאים חיידקיות יוצרות מבנים דמויי רשת, מגנים על תאים מפני קרע בלחץ פנימי גבוה ושומרים מפני איומים חיצוניים. דופן התא מורכבת ממולקולות סוכר וחומצות אמינו המחוברות זו לזו על ידי סוגים שונים של קישורים צולבים. קישורים צולבים אלה ממלאים תפקיד מכריע במתן חוזק ויציבות לדופן התא, תוך שהם מאפשרים לחיידקים להסתגל לסביבות ולגורמי לחץ מגוונים.
במחקר פורץ דרך שפורסם לאחרונה בכתב העת המוערך Nature Communications, חוקרים מאוניברסיטת אומאו וממוסדות בינלאומיים חשפו משפחה חדשה של אנזימים האחראית ליצירת קשר צולב ייחודי בין L-alanine לחומצה מזו-דיאמינופימלית. חומצות אמינו אלו הן מרכיבים אינטגרליים של שרשראות הפפטידים המהוות את דופן התא של מיני חיידקים רבים. אנזים זה, המכונה LD1,3-transpeptidase, זוהה על פני קבוצות שונות של פרוטאובקטריות אלפא ובטא, כולל פתוגנים אופורטוניסטיים כגון בורקהולדריה ו Achromobacter.
החוקרים השתמשו גלוקונובקטר אוקסידנס, מודל של אורגניזם המשמש בייצור חומץ, כדי לזהות את האנזים החדש LD1,3-transpeptidase ולהבהיר את המבנה התלת מימדי שלו. הם הוכיחו כי לאנזים זה יש מאפיינים ייחודיים המבדילים אותו מאנזימים ידועים אחרים המעורבים בהצטלבות דופן התא. תכונות ייחודיות אלו מאפשרות לאנזים לנצל מצעים שונים ולבצע תגובות מגוונות, קריטיות לשמירה על שלמות דופן התא. באופן ספציפי, הממצאים שלהם מצביעים על כך שתאים חסרי קישורים צולבים אלה מפגינים רגישות מוגברת לאנטיביוטיקה β-lactam, מה שמדגיש את הפוטנציאל של LD1,3-transpeptidases כיעדים מבטיחים להתערבויות טיפוליות, במיוחד אלו שמטרתן לשפר את יעילות האנטיביוטיקה.
החוקר הראשי של המחקר הוא פליפה קאווה, פרופסור לביולוגיה של זיהומים באוניברסיטת אומה ומנהל מתקן המחקר ההיפוקסי של אומאו. עם מומחיות נרחבת בחקר דופן תאים חיידקים והשלכותיו בהישרדות החיידקים והתקדמות המחלה, פרופסור קאווה הוביל את החקירות בתחום זה במשך תקופה משמעותית.
דופן התא החיידקי עומדת כאחד המבנים המדהימים ביותר, אך עדיין נותר לחשוף הרבה על המגוון והדינמיקה שלו. באמצעות זיהוי ואפיון של משפחות אנזימים חדשות כמו LD1,3-transpeptidase, אנחנו לא רק מרחיבים את ההבנה שלנו בביולוגיה חיידקית אלא גם מגלים יעדים חדשים לפיתוח אנטיביוטיקה למלחמה במחלות זיהומיות".
פליפה קאווה
המחקר מומן על ידי, בין היתר, מועצת המחקר השוודית, קרן קנוט ואליס ולנברג, קרנות קמפה.
