Suchý zips vs Baktérie
Výskumníci objavili nový antibakteriálny mechanizmus plektazínu, antibiotika odvodeného z huby. Štúdia odhaľuje, že plektazín tvorí štruktúry podobné suchému zipsu, ktoré zachytávajú kľúčové bakteriálne zložky, bránia ich úniku a zvyšujú účinnosť lieku. Tento mechanizmus by mohol riadiť vývoj nových antibiotík na boj proti antimikrobiálnej rezistencii.Suchý zips vs Baktérie.
Plektazín, malé antibiotikum
využíva inovatívny mechanizmus na ničenie baktérií. Zloží sa tak, že vytvorí veľkú štruktúru, ktorá sa zachytí na svojom cieli na povrchu bakteriálnej bunky, porovnateľne s tým, ako obidve strany suchého zipsu tvoria väzbu.
Výskumný tím zmapoval, ako sa tvorí štruktúra suchého zipsu. Ich objav odhaľuje nový prístup, ktorý by mohol mať široké dôsledky pre vývoj antibiotík na boj proti antimikrobiálnej rezistencii. Výskum bol zverejnený dnes (23. mája) vo vedeckom časopise Nature Microbiology , výskum viedli štrukturálny biológ Markus Weingarth a biochemik Eefjan Breukink z Utrechtskej univerzity.
Inovatívne výskumné techniky
Výskumný tím sa ponoril do fungovania Špeciálne vedenie plektazínu, antibiotika odvodeného z huby Pseudoplectania nigrella . Vedci použili pokročilé biofyzikálne techniky vrátane NMR v tuhom stave a v spolupráci s Wouterom Roosom z Groningenu mikroskopiu atómových síl.
Tradične antibiotiká fungujú tak, že sa zameriavajú na špecifické molekuly v bakteriálnych bunkách. Mechanizmus účinku plektazínu však doteraz nebol úplne pochopený. Predchádzajúce štúdie navrhli konvenčný model, v ktorom sa plektazín viaže na molekulu nazývanú Lipid II, ktorá je rozhodujúca pre syntézu bakteriálnej bunkovej steny, podobne ako kľúč zapadajúci do zámku.
Štruktúry podobné suchému zipsu s antibakteriálnym účinkom
Nová štúdia odhaľuje zložitejší proces. Plektazín nepôsobí len ako kľúč v zámku; namiesto toho vytvára husté štruktúry na bakteriálnych membránach obsahujúcich lipid II. Tieto supramolekulárne komplexy zachytávajú svoj cieľový lipid II a bránia mu v úniku. Aj keď sa jeden lipid II uvoľní z plektazínu, zostane obsiahnutý v štruktúre suchého zipsu a nemôže uniknúť.
Weingarth porovnáva túto štruktúru so suchým zipsom, kde plektazín tvorí mikroskopické háčiky, ktoré sa pripájajú k bakteriálnym „slučkám“. V prípade bežného suchého zipsu, ak sa jedna zo slučiek uvoľní z háčika, je stále zachytená celou štruktúrou. To isté platí pre baktérie zachytené v nadstavbe plektazínu: môžu sa uvoľniť z väzby plektazínu, ale ostanú uväznené v nadstavbe. To zabraňuje baktériám uniknúť a spôsobiť ďalšie infekcie.
Úloha iónov vápnika v účinnosti plektazínu
Okrem toho vedci zistili, že prítomnosť Comment créer des applications robustes à l’aide de WebSockets dans Golang iónov vápnika ďalej zvyšuje antibakteriálnu aktivitu plektazínu. Tieto ióny sa koordinujú so špecifickými oblasťami plektazínu, čo spôsobuje štrukturálne zmeny, ktoré výrazne zlepšujú antibakteriálnu účinnosť. To, že ióny hrajú rozhodujúcu úlohu v pôsobení plektazínu, zistili doktorandi Shehrazade Miranda Jekhmane a Maik Derks, spoluprví autori štúdie. Uvedomili si, že vzorky plektazínu mali zvláštnu farbu, ktorá naznačovala prítomnosť iónov.
Dôsledky pre budúci vývoj antibiotík
Markus Weingarth, hlavný autor štúdie, očakáva, že buy leads toto zistenie by mohlo otvoriť nové cesty pre vývoj vynikajúcich antibiotík.
„Plektazín pravdepodobne nie je ideálnym kandidátom na antibiotikum kvôli obavám o bezpečnosť. V našej štúdii však ukazujeme, že „mechanizmus suchého zipsu“ sa zdá byť medzi antibiotikami široko používaný, čo bolo doteraz ignorované. Budúce snahy o dizajn liekov sa preto musia zamerať nielen na to, ako viazať ciele, ale aj na to, ako sa môžu lieky efektívne zostaviť. Naša štúdia tak uzatvára veľkú vedomostnú medzeru, ktorá by mohla mať široké dôsledky pre návrh lepších liekov na boj proti rastúcej hrozbe antimikrobiálnej rezistencie.
Odkaz: „Pektazín na obranu hostiteľa sa zameriava na prekurzor lipidu II bakteriálnej bunkovej steny supramolekulovým mechanizmom citlivým na vápnik“ od Shehrazade Jekhmane, Maik GN Derks, Sourav Maity, Cornelis J. Slingerland, Kamaleddin HME Tehrani, João Medeiros-Silva, Vicky Charitou, Danique Ammerlaan, Céline Fetz, Naomi A. Consoli, Rachel VK Cochrane, Eilidh J. Matheson, Mick van der Weijde, Barend OW Elenbaas, Francesca Lavore, Ruud Cox, Joseph H. Lorent, Marc Baldus, Markus Künzler, Moreno Lelli, Stephen A. Cochrane, Nathaniel I. Martin, Wouter H. Roos, Eefjan Breukink a Markus Weingarth, 23. mája 2024, Nature Microbiology .
