Учёные обнаружили фермент, обезвреживающий опасный бактериальный токсин

Исследователи из Института Лейбница по изучению природных продуктов и биологии инфекций (Leibniz-HKI) описали новый фермент BurK, который обезвреживает высокотоксичную молекулу маллеиципрол. Этот токсин является ключевым фактором вирулентности бактерий Burkholderia, вызывающих, в частности, опасное тропическое заболевание мелиоидоз. Открытие открывает новые пути для борьбы с устойчивыми к антибиотикам патогенами.

Схематическое изображение механизма действия фермента BurK. Автор: Йонас Фидлер, Leibniz-HKI.

Бактерия Burkholderia pseudomallei вызывает около 170 000 новых случаев мелиоидоза в год, и примерно половина из них заканчивается летальным исходом. Токсичность маллеиципрола связана с небольшой высокореактивной химической структурой в молекуле — циклопропанольным кольцом.

Учёные обнаружили, что ранее неизученный ген кодирует фермент BurK, который специфически расщепляет это кольцо, используя железосодержащие соединения для генерации высокореактивных частиц. «Это была настоящая неожиданность. Ни один фермент в природе ранее не был известен тем, что специфически расщепляет циклопропанольное кольцо», — отмечает ведущий автор работы Йонас Фидлер.

В экспериментах с нематодами (круглыми червями) исследователи подтвердили, что бактерии, содержащие ген BurK, могут защищать организм от токсина. Черви, получившие токсин вместе с такими бактериями, выживали, в отличие от контрольной группы.

Руководитель исследования Кристиан Хертвек подчеркивает: «Наша работа показывает, что можно целенаправленно нейтрализовать опасность патогена, не убивая его напрямую. Это открывает новые перспективы для будущего лечения устойчивых к антибиотикам бактерий».

Потенциальные применения включают терапевтическое использование генетически модифицированных бактерий для нейтрализации токсина у людей или обеззараживание почв в эндемичных регионах, хотя эти идеи требуют дальнейших тщательных исследований.

Больше информации: Jonas Fiedler et al, Inactivation of the Burkholderia Toxin Malleicyprol by Enzymatic Cyclopropanol Ring Opening, Angewandte Chemie International Edition (2025). DOI: 10.1002/anie.202521105