Onbekend enzym ontdekt dat bacteriën helpt sneller eiwitten te maken

Een internationaal team van wetenschappers heeft een nieuw enzym ontdekt dat een cruciale rol speelt in de manier waarop bacteriën hun eiwitproductie aansturen. Het enzym, aminovaleramididine synthetase (AvaS) genoemd, is het eerste bekende enzym van zijn soort dat een chemische aanpassing aanbrengt op tRNA, het molecuul dat bouwstenen aanlevert bij het maken van eiwitten. De ontdekking is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Chemical Biology en is een gezamenlijk project van onder meer het Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART), MIT en de Nanyang Technological University in Singapore.

Waarom dit belangrijk is voor resistente bacteriën

Bacteriën die ongevoelig worden voor antibiotica vormen een groeiend probleem: gewone infecties dreigen daardoor weer levensgevaarlijk te worden. Veel van die resistentie hangt samen met hoe bacteriën bepalen welke eiwitten ze maken, wanneer en hoe nauwkeurig. Het onderzoeksteam bestudeerde de bacterie Pseudomonas aeruginosa, berucht als veroorzaker van longontsteking en bloedvergiftiging. Met een geavanceerde meettechniek, gebaseerd op vloeistofchromatografie gekoppeld aan massaspectrometrie, screenden de onderzoekers duizenden bacteriële mutanten. Zo vonden ze het enzym AvaS, dat verantwoordelijk blijkt voor een chemische aanpassing genaamd aminovaleramide cytidine (ava2C). Deze aanpassing was al eerder gezien in bacteriën en planten, maar het enzym erachter bleef tot nu toe onbekend.

Een onverwachte rol voor een bekende stof

Bijzonder aan de ontdekking is dat AvaS werkt met pyridoxal-5-fosfaat, een vorm van vitamine B6 die normaal vooral bekend staat van zijn rol in de stofwisseling van aminozuren. Dit is de eerste keer dat een enzym van dit type gekoppeld wordt aan het aanpassen van tRNA. Volgens de onderzoekers verandert deze modificatie hoe bacteriën hun genetische code aflezen, waardoor ze sneller en efficiënter eiwitten kunnen maken. Dat helpt de bacterie om te gaan met stress, bijvoorbeeld door een tekort aan voedingsstoffen of blootstelling aan schadelijke zuurstofverbindingen.

De onderzoekers troffen de ava2C-modificatie ook aan bij andere ziekteverwekkers, zoals Acinetobacter baumannii en Vibrio cholerae, en zelfs bij de plant Arabidopsis thaliana. Dat suggereert dat het mechanisme breder voorkomt in de natuur dan gedacht. Het team wil nu verder onderzoeken hoe de modificatie precies bijdraagt aan de stressbestendigheid van bacteriën en of dat proces te verstoren is. Als dat lukt, kan dat een nieuw aangrijpingspunt opleveren voor medicijnen tegen resistente bacteriën. De onderzoekers benadrukken ook dat hun meetmethode, waarmee grote aantallen genetische varianten tegelijk worden doorgelicht, breder inzetbaar is om nog meer onbekende RNA-aanpassende enzymen op te sporen.