Биохимики вскрыли механизм устойчивости бактерий к антибиотикам
Группа американских биохимиков выяснила, что механизм одного из клинически значимых типов антибиотикорезистентности оказался сложнее, чем считалось ранее. Также ученые поняли, что именно позволяет некоторым антибиотикам эффективно воздействовать на устойчивые бактерии.
Больше половины всех антибиотиков, используемых для лечения бактериальных инфекций, блокируют работу рибосом, синтезирующих белки в клетках. В результате этого нарушения или даже полной блокировки бактерии перестают расти либо гибнут. Но некоторые виды патогенных микроорганизмов приспособились и выработали механизмы защиты от подобных лекарств. Такие бактерии называют антибиотикорезистентными. И проблема устойчивости патогенов сейчас стоит крайне остро.
Один из подобных механизмов защиты устроен так. Ген cfr в бактериальных клетках производит специальный фермент — метилтрансферазу Cfr. Она модифицирует сайт связывания антибиотика с патогеном. Как считалось ранее, эта модификация просто блокировала сайт в рибосомах, отчего лекарство не могло соединиться с бактерией и не срабатывало. Но исследователи из Иллинойса вместе с коллегами из Гарварда (США) с помощью рентгеноструктурного анализа модифицированной рибосомы выяснили, что механизм защиты бактерий от антибиотиков метилтрансферазой Cfr гораздо сложнее. Статья об этом опубликована в журнале Nature Chemical Biology.
Чтобы понять, почему метилирование одного нуклеотида в рибосоме приводит к блокировке, исследователи определили структуру модифицированной органеллы со структурой немодифицированной. Выяснилось, что Cfr-модификация по-разному влияет на связывание антибиотиков из разных классов. Например, в случае линкозамидов и стрептограминов типа А модификация рибосомы мешает химической реакции стерически, то есть пространственно перекрывает сайт. Но в случае с фениколами и оксазолидинонами антибиотик не может связаться с рибосомой потому, что место связывания перестраивается и нуклеотиды смещаются. Такой эффект в биохимии называют аллостерическим.
Также исследователи выяснили, что некоторые антибиотики способны преодолевать этот тип бактериальной устойчивости. Для этого они определили трехмерные структуры резистентной модифицированной рибосомы вместе с недавно синтезированным антибиотиком ибоксамицином (IBX). Антибиотик был связан с метилированными рибосомами модельной грамотрицательной бактерии Thermus thermophilus. Ее устойчивость обеспечивал именно ген cfr. Теоретически IBX не должен связываться с модифицированными рибосомами, но тот факт, что антибиотик успешно подавляет рост патогенных бактерий, говорит об обратном.
Авторы исследования выяснили, что ибоксамицин связывается с бактериальной рибосомой настолько сильно, что даже метилированный нуклеотид A2503, который должен препятствовать работе антибиотика, никак не мешает. Он сдвигается в сторону, позволяя молекуле ибоксамицина соединяться с модифицированной рибосомой точно так же, как с обычной.
«Он просто связывается с рибосомами и действует так, как будто ему все равно, было это метилирование или нет. Он легко преодолевает несколько наиболее распространенных типов лекарственной устойчивости», — отметил соавтор работы Юрий Поликанов.
Как считают исследователи, важность таких открытий состоит в том, что подобное поведение нуклеотидов невозможно предсказать без трехмерных структур. А понимание двухкомпонентного механизма защиты бактерий и модель модифицированной рибосомы могут помочь в создании антибиотиков нового поколения, активных против патогенов с множественной устойчивостью.
Telegram 
Дзен 
VK Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии