Учёные создали атлас бактериальных киназ для разработки новых антибиотиков

Уникальные структурные особенности бактериальных серин-треониновых киназ. Автор: Science Signaling (2025). DOI: 10.1126/scisignal.adt8686

Ферменты под названием киназы играют ключевую роль в росте клеток, метаболизме и передаче сигналов у самых разных организмов — от водорослей до червей и млекопитающих. Теперь учёные создали атлас бактериальных киназ, который может стать основой для разработки новых антимикробных препаратов.

Исследователи из Университета Джорджии сосредоточились на серин-треониновых киназах — регуляторах роста клеток и патогенности у множества видов бактерий. Их атлас поможет в изучении бактериальной вирулентности и, возможно, откроет новые способы борьбы с бактериями через ингибирование активности этих ферментов. Команда проанализировала серин-треониновые киназы почти в 26 000 штаммах бактерий.

«Бактериальные серин-треониновые киназы регулируют разнообразные клеточные процессы, связанные с ростом, вирулентностью и патогенностью, и эволюционно связаны с «уязвимыми» эукариотическими серин-треониновыми киназами», — поясняет ведущий автор исследования доктор Брэди О’Бойл.

Учёные обнаружили, что количество серин-треониновых киназ в бактериальных геномах варьируется от 1 у кишечной палочки до более 60 у некоторых видов актинобактерий.

Поскольку люди являются эукариотами, медицинские исследователи давно изучают «уязвимые» серин-треониновые киназы — обширное семейство ферментов, встречающихся у людей и других млекопитающих. Многие из этих киназ связаны с заболеваниями, что делает их идеальными мишенями для лекарств. Например, ингибиторы mTOR модулируют активность серин-треониновых киназ.

Семьи бактериальных серин-треониновых киназ, выявленные с помощью анализа последовательностей. Автор: Science Signaling (2025). DOI: 10.1126/scisignal.adt8686

В ходе исследования команда классифицировала более 300 000 последовательностей бактериальных серин-треониновых киназ из базы данных RefSeq Национального центра биотехнологической информации.

«Глубокое понимание того, чем бактериальные серин-треониновые киназы отличаются от своих эукариотических аналогов и как они эволюционировали для регуляции бактериальных сигнальных функций, крайне важно для разработки новых антибиотиков», — подчеркнул О’Бойл.

Учёные уже видят потенциал использования атласа для борьбы с туберкулёзной палочкой. Биохимические исследования показали, что ингибирование активности серин-треониновых киназ может стать новым способом контроля Mycobacterium tuberculosis.

Атлас разделяет ферменты на 35 канонических и 7 псевдокиназных семейств на основе эволюционных особенностей их каталитических доменов. Это открывает новые пути для изучения функций бактериальных киназ и разработки их ингибиторов.

Исследование опубликовано в журнале Science Signaling.