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2019-05-09 12:56:36 医学研究78℃

  一些抗生素如何杀死细菌

  2005年8月11日

  研究人员发现了一个抗生素家族成员如何杀死导致人们生病的细菌。

  俄亥俄州立大学的研究共同作者和微生物学助理教授伊琳娜·阿特西莫维奇说,这些新知识可以帮助药物开发者对这些抗生素进行微小改变,使其更有效地抵抗耐药菌株。

  研究的抗生素属于利福霉素家族。到目前为止,研究人员认为这些抗生素及其衍生物(至少有一千种)都以同样的方式杀死了细菌。

  但是这项新的研究利用了X射线图像的最新进展,以获得有关利福霉素如何与其靶标结合的最高分辨率数据。通过这些新图像,研究人员首次发现这些药物可以去除它们攻击的细菌的关键成分。研究人员也惊讶地发现,不同的利福霉素会以稍微不同的方式产生相同的结果。

  “这是我们认为这些抗生素如何运作的重大修订,”Artsimovitch说。 “新的分子细节有助于解释为什么对一种利福霉素抗生素有抗性的细菌可能仍然对另一种敏感。

  “这可能有助于缩小对新合成衍生物的搜索范围,以完全克服阻力。”

  该研究发表在最新一期的Cell杂志上。

  Ryfamycin抗生素是结核病的一线治疗方法之一,这种疾病在全球范围内呈上升趋势。这些药物制造起来也相对便宜,具有较长的保质期,并且除了它们所针对的致病细胞外几乎没有毒性。

  然而,他们的问题是细菌耐药性的猖獗发展。

  俄亥俄州立大学微生物学研究的共同作者兼研究助理弗拉基米尔斯韦特洛夫说:“由于害怕抗性突变的传播,利福霉素在治疗结核病和脑膜炎以外的感染方面存在自愿限制。

   ”

  “这些突变可能使这些抗生素对他们用来管理的大多数严重健康威胁无效,”他继续说道。

  所有利福霉素都属于两种结构类别之一。研究人员使用了两种临床上重要的利福霉素 - 利福喷丁和利福喷丁 - 代表了每个结构类别。他们以各自的晶体结构形式获得抗生素样品。晶体结构是以特定物质特有的方式排列的原子组。

  研究人员使用一种称为X射线晶体学的技术来确定单个原子在晶体结构中的位置。从这些信息中,他们随后创建了每种抗生素的高分辨率计算机模型,近似于原子水平上每种物质的样子,以及每种物质如何结合并影响称为RNA聚合酶的细菌关键成分。

  相关故事医院厕所旁边的水槽可能是肺炎克雷伯氏菌碳水化合物的储存库。肠道微生物可能与抑郁症有关新的微芯片抗生素检测平台在6-7小时内确定了正确的药物.RNA聚合酶是阻止细菌进入的机制 - 细菌无法进行基因表达它。切断基因表达,细菌死亡。在他们的研究中,研究人员研究了利福喷丁和利福布汀对大肠杆菌RNA聚合酶的影响。

  随着RNA聚合酶X射线晶体学研究的最新进展,研究人员可以确切地确定抗生素在大肠杆菌中与RNA聚合酶结合的位置和方式,以及它对聚合酶的作用。

  结果提供了利福霉素如何抑制病原菌的新证据。 Artsimovitch说,这一发现适用于所有利福霉素。

  该研究表明,利福霉素通过从细菌的RNA聚合酶中去除关键的镁离子(Mg2 +)来抑制致病菌。

  “移除这种离子就像从发动机上取下火花塞一样,”Artsimovitch说。 “汽车可能看起来很好,但它不会跑。

  “直到我们能够看到聚合酶的分子”罩“,我们才能看出问题是什么,”她说。 “我们从未怀疑去除这种离子是杀死利福霉素敏感细菌的原因。但以前的原子结构的分辨率还不足以看到它。”

  较高分辨率的图像也显示利福喷丁和利福布丁各自与大肠杆菌的结合略有不同,但仍然带来相同的结果。

  创造一种新的抗细菌抗生素的答案可能在于这些结合的变化。

  “根据这些发现,我们可以建议目前用于治疗的利福霉素如何能够改善,即使对现有的抗性细菌菌株也有效,”Artsimovitch说

  利福霉素是制药公司所说的“广谱抗生素”。它们不仅对结核病有效,而且还对多种其他病原体起作用,包括脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis),这种细菌引起一种形式的脑膜炎;幽门螺杆菌,导致胃溃疡;甚至一些寄生虫通过消除共生细菌寄生虫依赖。

  “这是制药企业想要生产的那种药物,”Artsimovitch说。“他们正在寻找最广泛的抗生素。如果我们能弄清楚如何摆脱抵抗,利福霉素将是理想的药物。”

  出处:http://www.osu.edu/

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