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Biomedicina: da CNR e Sapienza individuato enzima-chiave per la sopravvivenza dei batteri

Biomedicina: da CNR e Sapienza individuato enzima-chiave per la sopravvivenza dei batteri

Una ricerca condotta da un team internazionale coordinato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche, a cui hanno partecipato anche studiosi dell’Università Sapienza di Roma, ha svelato perché i batteri riescono a respirare ossigeno anche in presenza di quantità elevate di acido solfidrico, una sostanza che impedisce la respirazione delle cellule umane. L’arma segreta dei batteri è il citocromo bd, un enzima resistente all’acido solfidrico. I risultati dello studio, che si è focalizzato su Escherichia coli, sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports del gruppo editoriale Nature.

La notoria capacità dei batteri di adattarsi alle condizioni ambientali più estreme e ostili alla sopravvivenza trova nuova conferma. Un recente studio portato avanti da un gruppo di ricerca internazionale coordinato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) svela perché i batteri che popolano il nostro intestino siano capaci di respirare ossigeno e crescere anche in presenza di elevate quantità di acido solfidrico, un gas capace di inibire la respirazione delle cellule umane. 

Alla ricerca, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Scientific Reports del gruppo Nature, hanno preso parte studiosi dell’Istituto di Biologia e Patologia Molecolari (IBPM) del CNR e dell’Università Sapienza di Roma, assieme a ricercatori delle università di Mosca, di Lisbona, di Sheffield e dell’Hospital for sick children di Toronto.

Studiando Escherichia coli, batterio modello diffuso nell’organismo umano, i ricercatori sono giunti alla conclusione che è un enzima – il citocromo bd – a consentire ai batteri di sopravvivere in un ambiente ostile come l’intestino umano, caratterizzato dalla presenza di elevate quantità di acido solfidrico.  “L’acido solfidrico (H2S) è una piccola molecola gassosa prodotta dai batteri in quantità elevate nel nostro intestino, facilmente riconoscibile dall’odore acre”, ha spiegato Alessandro Giuffrè, ricercatore IBPM-CNR, coordinatore dello studio. “Ed è un potente inibitore della respirazione cellulare in grado di bloccare l’enzima responsabile del consumo di ossigeno nelle cellule umane. L’obiettivo del nostro studio era verificare l’ipotesi che alcuni enzimi aiutino i tantissimi batteri presenti nel nostro organismo a produrre energia e a sopravvivere, talvolta con dannose conseguenze per la salute umana, nonostante la presenza dell’acido”.

Il team di ricerca ha scoperto che proprio uno dei due enzimi che permettono al batterio di respirare ossigeno, il citocromo bd, è resistente all’acido solfidrico. “L’enzima, presente solo in organismi procariotici come i batteri, permette a questi ultimi di consumare ossigeno e di crescere anche in ambienti ricchi di solfuri, come il nostro intestino”, ha continuato il ricercatore dell’IBPM-CNR.

Il prossimo obiettivo sarà sviluppare farmaci in grado di inibire questo enzima. “Lo scorso mese è stata pubblicata su Science dal premio Nobel Hartmut Michel la struttura cristallografica del primo citocromo bd”, ha chiarito Giuffrè. “Ciò permetterà di combinare approcci computazionali e sperimentali mirati all’identificazione di inibitori efficaci e selettivi che aprano la strada allo sviluppo di antibiotici di nuova generazione”.

Fonte Consiglio Nazionale delle Ricerche
Data pubblicazione 08/07/2016
Organizzazioni CNR
Tag Scienze della vita