Бактерии могут помешать кислороду наносить ущерб клеткам. Ученые совершили открытие, изменив ДНК кишечной бактерии Escherichia coli. С помощью этой бактерии удалось открыть механизм, который восстанавливает белки в клетке, поврежденной кислородом.

Белки весьма чувствительны к окислению

Белки — это самые важные компоненты клетки. Они поддерживают клеточную структуру, делают возможными химические реакции в клетке и межклеточные коммуникации в пределах всего организма. Однако у белков есть слабое место — они чрезвычайно чувствительны к окислению. Это характерно для белков, которые содержат сернистые компоненты, с аминокислотой цистеином в качестве основания. Именно поэтому стандартные блоки цистеина часто бывают спаренными: в такой паре связка между двумя атомами серы обеспечивает дополнительную защиту.

Однако клетка также содержит белки, в которых стандартные блоки цистеина одинарны. Как они могут быть защищены против кислорода — до сих пор не было ясно. Ученые, которые изучали E. coli, обнаружили, как два белка — DsbG и DsbC — лежат в основе восстановительного механизма. Если стандартный блок цистеина становится поврежденным, один из двух этих белков возмещает убыток.

Кислород — необходимое зло

Кислород жизненно важен для дыхания практически всех клеток. Помимо прочего он необходим и для сжигания глюкозы, чтобы произвести энергию. Но молекулы кислорода очень агрессивны, и стандартным клеточным блокам они причиняют серьезный ущерб. Этот ущерб можно сравнить с окислением или с ржавчиной на металле.

«Сернистые белки обладают повышенной чувствительностью к окислению», пояснил Джорис Мессенс из Брюссельского свободного университета. «После окисления они перестают функционировать должным образом. Наше исследование показывает, как клетки защищаются от пагубного воздействия кислорода. Ранее ученые уже задавались вопросом, в чем состоит функция белков DsbG и DsbC и разница между ними. Теперь у нас есть ответ».