Антибиотики широкого спектра действия оказались деликатны к рибосомам бактерий — Naked Science
02.11.2016
5 минут
Редакция

Антибиотики широкого спектра действия оказались деликатны к рибосомам бактерий

Американские ученые обнаружили, что антибиотики широкого спектра действия могут тормозить синтез белка в бактериальной рибосоме избирательно, а не полностью, как предполагалось ранее. Результаты работы опубликованы в журнале PNAS.

antibiotic_sensitvity_and_resistance

На молекулярном уровне действие антибиотиков может быть различным: например, за счет подавления синтеза клеточной стенки бактерии или вируса, нарушения работы рибосом (органоидов, на которых синтезируются белки). Последний механизм задействуют хлорамфеникол и линезолид — препараты, которые используются для борьбы с антибиотикорезистентными возбудителями. При этом считается, что, «атакуя» бактериальные рибосомы, эти вещества подавляют синтез белка полностью.

 

Ученые из Иллинойсского университета в Чикаго проанализировали механизм действия линезолида и хлорамфеникола на центр пептидил-трансферазы, где запускается синтез белка. Препараты испытывались на сенной палочке (Bacillus subtilis) и кишечной палочке (Escherichia coli). Анализ местоположения рибосом на матричной РНК (мРНК — матрица для синтеза белков) проводился методом тоу-принтинга. Бактерии помещались в раствор на 2,5 минуты, после чего фрагменты защищенной рибосомами мРНК секвенировались и наносились на карту генома.

 

Всего авторы проверили связь препаратов с 60 тысячами кодонов (троек нуклеотидов в ДНК или РНК), наиболее выраженной она оказалась с одной тысячей из них. При этом оба вещества «предпочитали» блокировать строго определенные, часто встречающиеся кодоны. Так, хлорамфеникол чаще тормозил кодирование аминокислот Ala (38 процентов) гена hns, реже — Ser (14,8 процента) и Thr (6,3 процента); линезолид также, как правило, «атаковал» кодоны, которыми зашифрованы Ala (69,9 процента). Концентрация веществ на их избирательность не влияла.

 

Связывание аминоацил-тРНК хлорамфениколом (оранжевый) и линезолидом (синий). / © James Marks, PNAS, 2016

 

Вместе с тем присутствие антибиотиков не останавливало трансляцию. Рибосомы бактерий продолжали движение до момента столкновения с ближайшим «оккупированным» кодоном. Хуже всего ингибирование происходило в редких кодонах: последующий анализ показал, что в таких пептидил-тРНК (несут растующую полипептидную цепь) и аминоацил-тРНК (присоединяют аминокислоту к тРНК) широко представлены остатки глицина. По мнению авторов, этот аминокислотный остаток может мешать действию препаратов.

 

«Активность хлорамфеникола и линезолида сильно зависит от специфики аминокислот на этапе формирования полипептидной цепи, которую несут рибосомы, и присоединения с растущим белком. Эти данные показывают, что зарождающийся белок модулирует свойства центра пептидил-трансферазы и влияет на связывающие его лиганды, в том числе антибиотики», — сообщила соавтор работы Нора Вазкез-Ласлоп (Nora Vazquez-Laslop).

Позавчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Позавчера, 15:31
4 минуты
Илья Ведмеденко

По оценкам американских специалистов, одно место на пилотируемой версии корабля Dragon стоит 55 миллионов долларов. Это намного дешевле стоимости одного места на аппаратах серии «Союз».

Позавчера, 14:05
7 минут
Полина Гершберг

Новая работа предложила объяснение того, как могущественное государство погибло при нападении более слабых соседей.

Позавчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

13 ноября
18 минут
Александр Березин

Гибель десятков человек от вейпинга объяснили витамином Е. Попробуем разобраться в странной истории о массовой болезни молодых вейперов.

Позавчера, 11:57
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

12 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

13 ноября
18 минут
Александр Березин

Гибель десятков человек от вейпинга объяснили витамином Е. Попробуем разобраться в странной истории о массовой болезни молодых вейперов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: