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 Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
В колониях голых землекопов царит железный порядок: потомство приносит только одна самка — королева. Остальные в размножении не участвуют и трудятся на благо сообщества. Более 40 лет ученые пытались понять, как именно королеве удается подавлять репродуктивную функцию сородичей. К ответу приблизилась международная команда биологов.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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