Gammalt enzym har ny funktion i elak bakterie
I en nyligen publicerad artikel i den vetenskapliga tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) rapporterar en forskargrupp som leds av professor Astrid Gräslund vid Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet, att Chlamydia-bakterien har en unik mekanism för ett enzym som medverkar i DNA-syntesen.
Ribonukleotidreduktas (RNR) är ett nyckelenzym som deltar när en levande cell ska framställa nytt DNA, antingen för DNA-reparation eller för celldelning. RNR finns hos alla organismer som har DNA som sitt genetiska material och det finns ingen annan utväg för en organism att skräddarsy byggstenarna för DNA än att använda detta enzym.
Sedan tidigare var det känt att det finns olika former av enzymet, beroende på till exempel om organismen lever med eller utan syre i sin omgivning. Enzymmekanismen är komplicerad och gör bruk av både metalljoner och fria radikaler, som transporterar och lagrar udda elektroner. I det RNR-enzym som högre organismer (till exempel människan) är beroende av, är metallen järn och den fria radikalen lagras på en speciell plats i enzymet, på aminosyran tyrosin. Liknande RNR-enzymer som hos människan finns även hos ett flertal bakterier, till exempel hos E. Coli, vår vanliga tarmbakterie.
Chlamydia-bakterien är en intracellulär parasit, som endast kan leva inuti sin värdcell. Den är en viktig sjukdomsalstrare, bland annat för sexuellt överförbara infektioner hos människan. Chlamydias RNR-enzym är på många sätt lika som dess värdcells, men med en viktig skillnad. I PNAS-artikeln rapporterar forskargruppen att Chlamydia-RNR saknar den viktiga fria radikalen på tyrosin – i stället tar järnjonerna över rollen som lagringsplats och transportör av de udda elektronerna. Kanske har evolutionen ändrat på enzymmekanismen för att göra bakterien mer motståndskraftig mot värdcellens försvar menar forskargruppen.
– Detta är en viktig grundvetenskaplig upptäckt som ändrar på vår bild av hur RNR-enzymet fungerar. Upptäckten kan också ha betydelse för våra möjligheter att hitta nya sätt att slå ut Chlamydia-enzymet utan att förstöra värdcellens enzym, vilket vore ett mycket effektivt sätt att stoppa en Chlamydia-infektion, säger professor Astrid Gräslund.
Artikeln Chlamydial ribonucleotide reductase: Tyrosyl radical function in catalysis replaced by the FeIII-FeIV cluster” är publicerad i PNAS (Early Edition) den 15 juni, www.pnas.org.
Artikelförfattare: Astrid Gräslund, Nina Voevodskaya; Ana Julia Narvaez, Institutionen för biokemi och biofysik, Eduard Torrents, Institutionen för molekylärbiologi och funktionsgenomik, Stockholms universitet; Vladimir Domkin, Lars Thelander, Umeå universitet.
Ytterligare information
Professor Astrid Gräslund, Institutionen för biokemi och biofysik, tfn 08-16 24 50, e-post astrid.graslund@dbb.su.se
